Иллюстрация лазерного луча (Фото: Interesting Engineering).
Китайские ученые только что объявили о новом прорыве в области оборонных технологий, когда им удалось успешно разработать мощное лазерное устройство, способное стабильно работать в чрезвычайно широком диапазоне температур: от -50°C в Арктике до 50°C в пустыне Сахара без необходимости использования системы охлаждения или обогрева.
Ожидается, что эта технология найдет широкое применение как в военной , так и в промышленной сфере, одновременно укрепив позиции Китая в мировой гонке лазерных технологий.
Компактная конструкция, высокая производительность в суровых условиях
Устройство было разработано исследовательской группой Национального университета оборонных технологий (NUDT) под руководством профессора Чэня Цзиньбао, отмеченного национальной наградой эксперта в области высокоэнергетических лазерных технологий.
Согласно объявлению, эта лазерная система имеет мощность 2 киловатта, но по размеру она всего лишь с чемодан, в отличие от аналогичных устройств, производимых в Европе или Индии, для работы которых не требуется целый контейнер.
Французская система лазерного оружия HELMA-P предназначена для борьбы с беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) (Фото: Edrmagazine).
Отличительной особенностью устройства является его способность работать непрерывно и стабильно в среде с колебаниями температур до 100°C, что является важнейшей задачей в лазерной технологии.
В то время как существующие системы вынуждены включать в себя компоненты охлаждения или нагрева, китайское устройство полностью устраняет необходимость в столь громоздком оборудовании благодаря оптимизированной оптической конструкции и возможностям внутреннего контроля температуры.
Лабораторные испытания, имитирующие условия от Арктики до пустыни, показали, что устройство поддерживает мощность более 2 кВт, достигая пика в 2,47 кВт при температуре 20 °C, с эффективностью преобразования энергии до 71% и практически идеальным качеством луча.
Секреты редкоземельных материалов и прорывного дизайна
Прорыв был достигнут благодаря ряду ключевых конструкторских решений. Лазер использует 940-нанометровый пучок накачки с малым дрейфом, передает свет через 27 волоконно-оптических диодов и включает в себя волоконную катушку, легированную иттербием — редкоземельным элементом, мировые запасы которого в основном контролируются Китаем.
По данным SCMP, особая квантовая структура иттербия обеспечивает эффективное преобразование энергии независимо от температуры окружающей среды.
Уникальная квантовая структура редкоземельного элемента иттербия помогает лазерной системе преодолевать технические барьеры, существовавшие на протяжении десятилетий (Фото: SE).
Центральной структурой устройства является двухслойный оптический резонатор, который использует отражательную сеть на обоих концах оптического волокна для усиления фотонного пучка и преобразования его в лазер с длиной волны 1080 нанометров — длина волны, способная нанести значительный ущерб.
Такая конструкция не только повышает эффективность излучения, но и предотвращает световые помехи, сохраняя стабильность во время работы.
По мнению исследовательской группы, способность работать в широком диапазоне температур будет играть ключевую роль в будущем, поскольку волоконные лазеры все чаще используются в прецизионной резке, оптоэлектронных средствах противодействия и других промышленных и оборонных технологиях.
«Мы продолжим расширять масштаб экспериментальных исследований, стремясь увеличить выходную мощность и увеличить диапазон рабочих температур, чтобы обеспечить потребности полевого развертывания в любых условиях окружающей среды», — заявили авторы.
Источник: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/trung-quoc-che-tao-vu-khi-laser-sieu-nhe-sieu-manh-20250623081155594.htm
Комментарий (0)