在激光領域,中國獨領風騷_風聞
鹤飞翔-岁月蹉跎,蹉跎岁月04-08 10:01
我國的激光武器研究起步很早,上世紀60年代就已經開始。
當時中國搞640工程,做洲際彈道導彈反導系統,一共5個子工程,其中第三個代號為“640-3”,是激光武器的項目代號,由中科院上海光學所精密機械研究所承擔。
1964年立項後,中國就決定不走西方和蘇聯的路子,而是以高功率固體激光器為研發目標。
1970年代中期,我國的激光器已經能在室外2公里距離擊穿0.2毫米厚的鋁靶,激光遠距離打靶和反響尾蛇導彈研究也取得重要成果。但由於投入不足和技術上的巨大難度,“640-3”工程於1976年下馬。
改革開放後,激光武器的研發重新提上日程。
固體激光技術最關鍵的核心是激光倍頻材料,也就是能夠發出激光的晶體。上世紀80年代,陳創天院士開發出BBO晶體,比當時美國人的ADP晶體效果要好四五倍。
1990年,陳院士團隊又發現了氟代硼鈹酸鉀(KBBF)晶體,這種晶體發射的激光頻寬極窄,光子波長在紫外區域,單個光子能量更高。這是世界上唯一可以直接產生深紫外激光的固體晶體,將激光應用推向了深紫外波段,非常適合做激光武器。
中國人從此開始壟斷深紫外全固態激光技術。
由於發射激光會不停地損耗晶體,KBBF實際上屬於消耗品,所以中國最初向全世界的研究者開放提供這種晶體,國際買家競相購買,一小塊晶體售價高達數萬美元。
2009年,政府意識到KBBF的重要性和戰略意義,停止了晶體的對外出口,並封鎖相關技術。
這下子,美國人慌了,連著名學術期刊Nature都專門撰文,稱中國限制KBBF晶體的出口,將會對全球科研領域產生影響,還呼籲美國自己研製KBBF晶體。其實,美國在2001年就已經立項做KBBF的研發,做了8年一無所獲。再過七年後的2016年2月,美國APC公司宣佈,與克萊門森大學歷經15年合作,終於研製出KBBF晶體。
但早在2013年9月,中國8台國際首創新型深紫外激光科研裝備通過驗收。
這不僅意味着我國是全球唯一能夠製造實用化深紫外全固態激光器的國家,而且還意味着中國已掌握了激光技術的五大核心技術:激光材料技術、激光成像技術、一次性快速跟蹤定位控制技術、激光輻射材料物理機理及成像圖譜技術、高密度能量可逆轉換載體材料技術。
2015年中國福建物構所宣佈,發現一種新型無鈹深紫外非線性光學晶體材料RABF。這種晶體既保留了KBBF的優良特性,又降低了晶體毒性,還解決了KBBF晶體的層狀生長特性,將成為下一代深紫外激光設備的優秀候選材料。
花費天文數字“抄作業”的美國人,好不容易搞出了KBBF晶體,打破被我國“卡脖子”的局面。然而,又被中國的RABF晶體甩在了後面。
一束激光背後,是一個國家科研水平和綜合國力的比拼。
【作者:正解局。詳摘並進行了簡單編輯。標題為自撰】