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第102章 中国激光技术的发展

◆中国第一台激光器

我国第一台激光器是1961年9月在中国科学院长春光学精密机械研究所制成的,使用的工作物质也是红宝石晶体。直到1964年12月,我国对“Laser”的称呼还不统一。有的叫“受激辐射放大器”,有的叫“光激射器”,还有的叫“光量子放大器”。同一样东西有好几种名称,对学术交流和推广应用都不方便。1964年12月在上海召开全国第三次激光辐射讨论会前夕,著名科学家钱学森受托,建议将“Laser”命名为“激光”,这个建议在该会上受到与会者一致赞同。从此以后,我国学术界便统一使用“激光”这个名词。

◆中国激光技术的发展过程

1965年,中国西南技术物理研究所制成铝石榴石激光晶体,翌年制成YAG激光器,1972年高重复频率调QYAG激光器研制成功。用于军用光纤通信的半导体激光器也在20世纪60年代中期开始研制。在20年内,中国先后研发出CO2,激光器、氩离子激光器、环形激光器、稳频激光器、远红外激光器等,并从20世纪70年代中期开始用于陆军武器测距、弹道测量、人造卫星测距、大气激光通信、光纤通信、海军武器测距、陆空军武器导引等方面。

例如1974年北京工业学院等单位开始探索激光半主动导引技术,在1977年制成样机。目前第一代这类武器已初步具备量产能力,第二代的同类飞弹也正在研制中。另外,中国也与外国同时研制出调QYGA激光器,使其很早就实现了宝石轴承激光打孔,激光测距和激光通信也得到较快发展。供新装备使用的光纤数位资料汇流排已研制成功,可取代现役的1553B资料汇流排,至于战机上的光传操纵系统也完成了初步发展阶段。由此可知,中国在激光元器件的开发和应用方面并不落后,技术上也不算差,具有相当的潜力。

◆中国激光武器的发展

中国在激光元器件和基础技术研究方面的水准略次于美国,1960年曾名列前茅,当时各国都以为强激光武器能很快投入服役,所以中国亦加快进行这方面的投资。1964年初,经过讨论,国防科委决定将强激光武器列为重点攻关武器,正式命名为6403工程(64年3月成立之意)。

当时中国主要是着眼于高空防御方面。美国当时也在进行激光技术的研究;并把它称为“死光炮”(当年对激光武器的统称)。考虑到两国技术接近,抢先对手一步制成激光武器就成为中高功率、大能量的强激光器研究工作。

1974年王大珩率团访问美国、加拿大,介绍中国自制的强激光束装置,令人刮目相看。美国专家表示,在强激光的研究领域,两国已处于同一水平。1986年上光所建成尖峰疽功率超过1012瓦的强脉冲激光试验装置,张爱萍上将将它命名为“神光”,使中国成为继美、苏、法、日之后拥有同类设备的国家。

◆瞄准2002年的中国神光

随着美国星战计划的登台,中国也悄悄地把激光武器的研制工作重新展开。

中国在强激光武器的研究方面陆续进行了CO2激光(电激励、气动激励)、化学激光、自由电子激光和X射线激光等探索,其中CO2激光和化学器的输出功率达万瓦及以上,有广阔的开发前景。而在强激光破坏效应研究方面,对激光的热和力学效应进行了广泛的实验研究和理论分析,取得了满意的成果,提高了对激光破坏目标的认识。

对强激光大气传输特性的研究工作,也从大气折射、大气衰减、湍流效应、非线性效应等方面进行了广泛的理论和试验研究。应用自适应光学技术改善大气传输效应的研究工作也取得了进展,采用横向剪切干涉仪作为波前探测器,驱动21单元变形反射镜,带宽能达到300HZ,对激光信标光束的大气湍流效应进行了补偿。校正后的尖峰值能量提高到为校正前的3.5倍,分布亦接近衍射极限。

中国新一代飞秒级超短超强激光设备是我国第一台用于超短超强激光研究的精密装置,专家认为它的研制成功为中国强场激光物理研究提供了一种全新技术。目前超短超强激光场中的物质及行为研究,是国际上重大前沿研究项目之一。

◆华裔激光物理学家朱棣文

朱棣文于1948年出生在美国密苏里州的圣路易斯,1970年获物理学博士学位,1978年进入美国贝尔实验室任研究员,1987年起在斯坦福大学任教至今。1997年诺贝尔物理学奖新得主朱棣文最早发展出了一套利用激光冷却并捕捉原子的方法。这项成就可使科学家在前人所无法到达的领域内操控物质,同时也是对物理学理论的重大突破。为此,朱棣文从1976年做博士后起整整奋斗了20年的时间。

然而,朱棣文在得知他获诺贝尔奖的消息后却异乎寻常地平静。他说:“我不希望因这个奖励而打断我的时间表,我仍会和往常一样地去学校上课。”