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军工航天新闻

中国已拥有“卫星级”大功率兆瓦级激光器

星之球科技 来源:六分仪上的地球2022-01-10 我要评论(0 )   

浙江大学光电科学与工程学院刘崇及其率领团队近日在中国国内专业学术期刊《上海航天》发表的论文中表示他们已研制成功小型大功率激光器,这台激光器小到可由卫星携带。...

浙江大学光电科学与工程学院刘崇及其率领团队近日在中国国内专业学术期刊《上海航天》发表的论文中表示他们已研制成功小型大功率激光器,这台激光器小到可由卫星携带。

该激光器以众多短脉冲方式发射激光,属脉冲激光器,激光器功率1兆瓦,发射频率每秒100次,且激光器不会过热,它的用途广泛,可识别目标、跟踪、成像、高速通信等。激光器大小约等同于500毫升容器,包括电源在内重量不到1.5公斤。

美国军方已宣布明年将发射天基1兆瓦激光武器,这是一台连续波激光器,是武器级的,重量约4吨,需要SpaceX Starship之类的大型运载火箭发射,美国导弹防御局称它能在几秒钟内击落高超音速武器。

试验中中国激光器产生的激光束持续时间为5纳秒,每个短波束能量为5毫焦,可使人永久失明或使某些表面材料蒸发,但不足以击落导弹或卫星。

研究人员表示强度足够的激光脉冲可以探测来袭目标,精确跟踪,还能拍摄细节前所未有的目标图像,两台携带兆瓦级激光器的卫星还足以建立有效的高速通信。

一般来说大功率激光器体积大、重量大、散热高,而热量会影响某些关键组件(如晶体)的性能,从而影响激光束质量。但中国技术专家表示他们已取得技术突破,由此大幅降低了固态激光器中一些关键器件的大小。他们还开发了由铜和铟制成的新型冷却装置,可有效吸收热量。中国拥有世界上最多的稀土元素铟。

据论文表示,地面测试结果表明该设备已完全可投入实用,但目前尚不清楚该激光器何时会发射进入太空。

北京中科院的一位激光领域的技术专家表示,该装置不属于定向能武器,“但中国可以制造更大的”。

武器级的脉冲激光能够撕裂快速移动目标上的金属或复合材料。脉冲能量产生的带电粒子云也能损坏导弹制导系统中的传感器。且与必须长时间照射目标才能摧毁目标的连续波激光武器不同,脉冲激光武器几乎可以立即摧毁目标。连续波激光在大气中会迅速衰减,尤其是多云或雾天,而脉冲激光束可以更有效地穿透空气,在照射较低高度目标方面比连续波激光更有效。

美国在激光技术领域对中国实施严厉封锁,但近年来中国在包括脉冲激光在内一些重要技术领域已赶上或超越美国。2016年,中国发射了世界上第一颗采用先进激光技术的量子卫星。一些北斗导航卫星配备了激光通信系统,可以每秒几千兆字节的速度向地面传输数据,而 GPS 不具备这种能力。明年上海将诞生世界最强大脉冲激光器,其发射功率为 100 霹瓦,其能量约为世界电网总电量的 10,000 倍。

在不久前在西安进行的实验中中国科学家展示了一种全新的激光监视技术,采用这种技术通过地面小型望远镜拍摄的飞经中国上空的中国卫星图像的分辨率达到了毫米级。据参加此项实验的中国科学家介绍,这项技术突破让中国有能力研究任何飞经中国上空的别国卫星的敏感技术信息,还能获得与这颗卫星正在观察的区域的相关情报。


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