«Воздушное оптическое волокно» военных США увеличивает мощь лазерного оружия, цифровых сетей, и науки в целом

«Воздушное оптическое волокно» военных США увеличивает мощь лазерного оружия, цифровых сетей, и науки в целом

Исследователи из США, финансируемые ВВС США, Агентством по уменьшению угрозы (DTRA), и Национальным научным фондом, умудрились превратить воздух в "оптическое волокно". Этот прорыв позволяет ученым создавать воздушный волновод, предоставляющий лучшую передачу лазеров через пространство, почти так же, как стеклянные или пластиковые волноводы улучшают передачу лазерного света по длинным отрезкам оптоволокна. Как вы могли догадаться, учитывая вовлеченность военных, это может быть большим прорывом для лазерного оружия, но последствия есть даже для лазерных коммуникаций и научных исследований.

Как мы уже говорили, лазеры, на данном этапе развития, путешествуют по воздуху, мягко говоря, отстойно. Лазеры хороши на коротких дистанциях и при небольшой интенсивности (например, указки), но чтобы увеличить их радиус действия, вам понадобится очень много энергии. Но, что иронично, при большой мощности, лазер ионизирует воздух (создавая неприятное шипение), который очень легко снижает целостность луча, и рассеивает его. В результате, любой мощный лазер, который может использоваться для дальней связи (или уничтожения вражеских сил), рассеивается через несколько метров пространства. Вот почему, по большей части, лазеры используются исключительно с волноводом (как оптоволокно), которые поддерживают целостность луча на больших дистанциях.

«Воздушное оптическое волокно» военных США увеличивает мощь лазерного оружия, цифровых сетей, и науки в целом

Диаграмма воздушного волновода. Красные стержни - зоны низкого давления, созданные фемтосекундами лазерного нагрева.

Однако, теперь Говард Милхберг и некоторые аспиранты в университете Мэриленда создали воздушный волновод, который поддерживает целостность луча лазера на гораздо больших расстояниях перед тем, как они рассеются. Наука довольно сложная, но, по сути, волновод создается сериями фемтосекундных лазерных импульсов. Быстрый нагрев за счет этих импульсов генерирует кольцо крошечных звуковых волн, которые сходятся в центральной точке, создавая канал высокого давления, окруженный зоной низкого давления. Главный лазерный луч передается по этому каналу, внутри которого свет отражается от внутренних стенок зоны низкого давления, таким образом, сдерживая рассеивание.

«Воздушное оптическое волокно» военных США увеличивает мощь лазерного оружия, цифровых сетей, и науки в целом

Твердотельное лазерное оружие ВМС США (LaWS) Этот волновод может значительно повысить эффективность такого лучевого оружия.
На коротком расстоянии, в лабораторных условиях, по словам Милхберга, волновод повысил качество сигнала на 50%, что может показаться так себе результатом, но на дальних дистанциях, этот показатель возрастает до 104%, что впечатляет.
С общим развитием уровня науки, есть десятки способов использования нового волновода. Милхберг и его команда не случайно упомянули лазерную стереоскопию (Curiosity использует этот метод для анализа образцов с Марса), но LIDAR и лазерное оружие - два самых очевидных использования. Даже не учитывая военное и научное использование, новый волновод может значительно улучшить дальность лазерной сети, которая и так является самой быстрой беспроводной сетью с минимальной задержкой из всех, что существуют на данный момент.

Источник: Extremetech

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top