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浙江大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院劉崇及其率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)近日在中國國內(nèi)專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《上海航天》發(fā)表的論文中表示他們已研制成功小型大功率激光器，這臺(tái)激光器小到可由衛(wèi)星攜帶。
該激光器以眾多短脈沖方式發(fā)射激光，屬脈沖激光器，激光器功率1兆瓦，發(fā)射頻率每秒100次，且激光器不會(huì)過熱，它的用途廣泛，可識(shí)別目標(biāo)、跟蹤、成像、高速通信等。激光器大小約等同于500毫升容器，包括電源在內(nèi)重量不到1.5公斤。
美國軍方已宣布明年將發(fā)射天基1兆瓦激光武器，這是一臺(tái)連續(xù)波激光器，是武器級(jí)的，重量約4噸，需要SpaceX Starship之類的大型運(yùn)載火箭發(fā)射，美國導(dǎo)彈防御局稱它能在幾秒鐘內(nèi)擊落高超音速武器。
試驗(yàn)中中國激光器產(chǎn)生的激光束持續(xù)時(shí)間為5納秒，每個(gè)短波束能量為5毫焦，可使人永久失明或使某些表面材料蒸發(fā)，但不足以擊落導(dǎo)彈或衛(wèi)星。
研究人員表示強(qiáng)度足夠的激光脈沖可以探測(cè)來襲目標(biāo)，精確跟蹤，還能拍攝細(xì)節(jié)前所未有的目標(biāo)圖像，兩臺(tái)攜帶兆瓦級(jí)激光器的衛(wèi)星還足以建立有效的高速通信。
一般來說大功率激光器體積大、重量大、散熱高，而熱量會(huì)影響某些關(guān)鍵組件（如晶體）的性能，從而影響激光束質(zhì)量。但中國技術(shù)專家表示他們已取得技術(shù)突破，由此大幅降低了固態(tài)激光器中一些關(guān)鍵器件的大小。他們還開發(fā)了由銅和銦制成的新型冷卻裝置，可有效吸收熱量。中國擁有世界上最多的稀土元素銦。
據(jù)論文表示，地面測(cè)試結(jié)果表明該設(shè)備已完全可投入實(shí)用，但目前尚不清楚該激光器何時(shí)會(huì)發(fā)射進(jìn)入太空。
北京中科院的一位激光領(lǐng)域的技術(shù)專家表示，該裝置不屬于定向能武器，“但中國可以制造更大的”。
武器級(jí)的脈沖激光能夠撕裂快速移動(dòng)目標(biāo)上的金屬或復(fù)合材料。脈沖能量產(chǎn)生的帶電粒子云也能損壞導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)中的傳感器。且與必須長時(shí)間照射目標(biāo)才能摧毀目標(biāo)的連續(xù)波激光武器不同，脈沖激光武器幾乎可以立即摧毀目標(biāo)。連續(xù)波激光在大氣中會(huì)迅速衰減，尤其是多云或霧天，而脈沖激光束可以更有效地穿透空氣，在照射較低高度目標(biāo)方面比連續(xù)波激光更有效。
美國在激光技術(shù)領(lǐng)域?qū)χ袊鴮?shí)施嚴(yán)厲封鎖，但近年來中國在包括脈沖激光在內(nèi)一些重要技術(shù)領(lǐng)域已趕上或超越美國。2016年，中國發(fā)射了世界上第一顆采用先進(jìn)激光技術(shù)的量子衛(wèi)星。一些北斗導(dǎo)航衛(wèi)星配備了激光通信系統(tǒng)，可以每秒幾千兆字節(jié)的速度向地面?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)，而 GPS 不具備這種能力。明年上海將誕生世界最強(qiáng)大脈沖激光器，其發(fā)射功率為 100 霹瓦，其能量約為世界電網(wǎng)總電量的 10,000 倍。
在不久前在西安進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中中國科學(xué)家展示了一種全新的激光監(jiān)視技術(shù)，采用這種技術(shù)通過地面小型望遠(yuǎn)鏡拍攝的飛經(jīng)中國上空的中國衛(wèi)星圖像的分辨率達(dá)到了毫米級(jí)。據(jù)參加此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的中國科學(xué)家介紹，這項(xiàng)技術(shù)突破讓中國有能力研究任何飛經(jīng)中國上空的別國衛(wèi)星的敏感技術(shù)信息，還能獲得與這顆衛(wèi)星正在觀察的區(qū)域的相關(guān)情報(bào)。
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