Laser riam phom ib txwm muaj teeb meem. Qee tus xav tias nws yog riam phom ntawm lub neej yav tom ntej, thaum lwm tus tsis lees paub qhov yuav tshwm sim ntawm qhov tshwm sim ntawm cov qauv zoo ntawm cov riam phom no yav tom ntej. Tib neeg xav txog riam phom laser txawm tias ua ntej lawv lub ntsej muag zoo li cas, cia peb rov qab ua haujlwm qub "Hyperboloid ntawm Engineer Garin" los ntawm Alexei Tolstoy (tau kawg, txoj haujlwm tsis qhia meej tias yog lub laser, tab sis riam phom ze rau nws hauv kev nqis tes ua thiab qhov tshwm sim) ntawm kev siv nws).
Kev tsim lub tshuab laser tiag tiag hauv 50s - 60s ntawm lub xyoo pua XX tau rov hais dua lub ntsiab lus ntawm riam phom laser. Ntau xyoo dhau los, nws tau dhau los ua qhov tseem ceeb ntawm kev ua yeeb yaj kiab dab neeg. Kev ua tiav tiag tiag yog qhov coj tau zoo dua qub. Yog, lasers nyob hauv ib qho tseem ceeb tshwj xeeb hauv kev tshawb nrhiav thiab phiaj xwm phiaj xwm, lawv tau siv dav hauv kev lag luam, tab sis rau kev siv los ua kev puas tsuaj, lawv lub zog tseem tsis txaus, thiab lawv qhov hnyav thiab cov yam ntxwv loj tsis tuaj yeem lees txais. Laser thev naus laus zis hloov pauv li cas, mus txog qhov twg lawv tau npaj rau kev siv tub rog nyob rau lub sijhawm tam sim no?
Thawj lub tshuab ua haujlwm laser tau tsim xyoo 1960. Nws yog pulsed solid-state laser raws li cov khoom siv ruby. Thaum lub sijhawm tsim, cov no yog cov thev naus laus zis siab tshaj plaws. Tam sim no, lub tshuab laser no tuaj yeem sib sau tau hauv tsev, thaum nws lub zog siv hluav taws xob tuaj yeem ncav cuag 100 J.
Laser nitrogen yog qhov yooj yim dua rau siv; cov khoom lag luam nyuaj tsis tas yuav tsum tau ua rau nws; nws tuaj yeem ua haujlwm txawm tias muaj nitrogen nyob hauv qhov chaw. Nrog caj npab ncaj, nws tuaj yeem sib dhos tau yooj yim hauv tsev.
Txij li thaum tsim thawj lub laser, muaj ntau txoj hauv kev kom tau txais hluav taws xob hluav taws xob tau pom. Muaj lub xeev cov lasers muaj zog, lasers roj, lasers tsis siv lub tshuab, tsis siv lub tshuab hluav taws xob tsis zoo, lasers fiber ntau, laser semiconductor lasers, thiab lwm yam lasers. Tsis tas li, lasers sib txawv hauv txoj kev uas lawv zoo siab. Piv txwv li, hauv cov pa roj lasers ntawm ntau yam kev tsim, qhov nruab nrab nruab nrab tuaj yeem zoo siab los ntawm kev kho hluav taws xob, tso tawm hluav taws xob tam sim no, tshuaj lom neeg, tso dej nuclear, tso cua sov (tso pa lasers zoo, GDLs). Kev tshwm sim ntawm cov tshuab hluav taws xob semiconductor tau ua rau lasers ntawm DPSS hom (Diode-pumped solid-state laser).
Kev tsim qauv ntau yam ntawm lasers muab cov hluav taws xob sib txawv ntawm qhov ntev, los ntawm cov duab hluav taws xob xoo hluav taws xob mus rau hluav taws xob hluav taws xob. Hard X-ray thiab gamma lasers tab tom tsim. Qhov no tso cai rau koj xaiv lub laser raws qhov teeb meem raug daws. Hais txog kev siv tub rog, qhov no txhais tau tias, piv txwv li, muaj peev xwm xaiv lub tshuab laser, nrog rau hluav taws xob ntawm qhov nthwv dej uas tau nqus tsawg los ntawm huab cua ntawm ntiaj chaw.
Txij li kev txhim kho ntawm thawj tus qauv, lub zog tau txuas ntxiv nce ntxiv, qhov hnyav thiab qhov loj me thiab qhov ua tau zoo (kev ua tau zoo) ntawm cov lasers tau txhim kho. Qhov no tau pom meej heev hauv qhov piv txwv ntawm laser diodes. Hauv 90s ntawm lub xyoo pua xeem, cov cim taw qhia laser nrog lub zog ntawm 2-5 mW tau tshwm sim ntawm kev muag khoom dav, xyoo 2005-2010 nws twb muaj peev xwm yuav yuav lub laser taw qhia ntawm 200-300 mW, tam sim no, hauv 2019, muaj laser taw qhia nrog lub zog kho qhov muag ntawm 7 ntawm kev muag khoomHauv tebchaws Russia, muaj cov qauv ntawm infrared laser diodes nrog cov hluav taws xob kho qhov muag tawm, lub zog kho qhov muag ntawm 350 W.
Tus nqi nce ntawm lub zog ntawm laser diodes yog piv rau qhov nce ntawm kev suav hauv lub zog ntawm cov txheej txheem, raws li Moore txoj cai. Tau kawg, laser diodes tsis haum rau tsim kev sib ntaus sib tua lasers, tab sis lawv, nyob rau hauv lem, tau siv los tso cov khoom muaj txiaj ntsig zoo-xeev thiab lasers fiber ntau. Rau laser diodes, qhov ua tau zoo ntawm kev hloov pauv hluav taws xob rau hauv lub zog kho qhov muag tuaj yeem siab dua 50%, raws li kev xav, koj tuaj yeem tau txais txiaj ntsig ntau dua 80%. Kev ua haujlwm siab tsis tsuas yog txo qis qhov xav tau ntawm lub zog, tab sis kuj ua kom yooj yim txias ntawm cov cuab yeej siv laser.
Lub hauv paus tseem ceeb ntawm lub laser yog lub teeb tsom tsom mus rau qhov chaw - qhov chaw me dua ntawm lub hom phiaj, qhov siab zog ntawm lub zog uas tso cai rau kev puas tsuaj. Kev vam meej hauv kev txhim kho cov txheej txheem kho qhov muag nyuaj thiab tshwm sim ntawm cov khoom siv kho qhov muag kub tshiab ua rau nws muaj peev xwm los tsim cov txheej txheem ua haujlwm tau zoo. Kev tsom mus rau lub hom phiaj ntawm Asmeskas kev sim sib ntaus sib tua laser HEL suav nrog 127 tsom iav, tsom iav thiab lim lub teeb.
Lwm qhov tseem ceeb muab kev muaj peev xwm tsim cov riam phom laser yog kev txhim kho cov txheej txheem rau kev taw qhia thiab khaws cov nqaj ntawm lub hom phiaj. Txhawm rau ntaus lub hom phiaj nrog kev txhaj tshuaj "tam sim", hauv kev faib thib ob, xav tau lub zog gigawatt, tab sis kev tsim cov lasers thiab cov khoom siv fais fab rau lawv ntawm lub chassis txawb yog teeb meem ntawm yav tom ntej nyob deb. Raws li, txhawm rau rhuav tshem lub hom phiaj nrog lasers nrog lub zog ntawm ntau pua kilowatts - kaum tawm megawatts, nws yog qhov tsim nyog kom ua kom lub teeb hluav taws xob laser nyob ntawm lub hom phiaj rau qee lub sijhawm (los ntawm ob peb feeb mus rau ntau kaum ob vib nas this). Qhov no yuav tsum muaj qhov ua tau zoo thiab ua haujlwm nrawm uas muaj peev xwm taug qab lub hom phiaj nrog lub teeb ci laser, raws li cov txheej txheem qhia.
Thaum tua nyob ntawm qhov ntev, cov txheej txheem yuav tsum tau them nyiaj rau qhov kev cuam tshuam uas tau qhia los ntawm huab cua, uas ob peb lub lasers rau ntau lub hom phiaj tuaj yeem siv rau hauv cov txheej txheem kev qhia, muab cov lus qhia raug ntawm lub ntsiab "sib ntaus" laser mus rau lub hom phiaj.
Cov lasers twg tau txais kev txhim kho tseem ceeb hauv kev tsim riam phom? Vim tias tsis muaj lub peev xwm siv hluav taws xob ntau ntawm cov twj siv kho qhov muag, cov pa roj-zoo thiab cov tshuaj lasers tau dhau los ua qhov zoo li no.
Qhov kawg ntawm lub xyoo pua 20th, kev tawm tswv yim pej xeem tau txhawb los ntawm Asmeskas Txoj Haujlwm Tiv Thaiv Kev Tiv Thaiv (SDI). Raws li ib feem ntawm txoj haujlwm no, nws tau npaj kom xa riam phom laser rau hauv av thiab hauv qhov chaw kom kov yeej Soviet cov foob pob hluav taws sib txuas (ICBMs). Rau kev tso rau hauv lub hnub qub, nws yuav tsum siv cov tshuab nqus dej nuclear tso tawm hauv X-hluav taws xob ntau lossis tshuaj laser nrog lub zog siab txog 20 megawatts.
SDI txoj haujlwm tau ntsib ntau yam kev nyuaj thiab raug kaw. Nyob rau tib lub sijhawm, qee qhov kev tshawb fawb tau ua nyob rau hauv lub hauv paus ntawm txoj haujlwm tau ua rau nws muaj peev xwm kom tau txais cov lasers muaj zog txaus. Xyoo 1985, lub tshuab deuterium fluoride nrog lub zog tso tawm ntawm 2.2 megawatts tau rhuav tshem cov kua-propellant ballistic missile tsau 1 kilometers ntawm lub laser. Raws li qhov tshwm sim ntawm 12-thib ob qhov hluav taws xob, cov phab ntsa ntawm lub foob pob hluav taws lub cev poob lub zog thiab raug rhuav tshem los ntawm sab hauv.
Hauv USSR, kev txhim kho cov lasers sib ntaus kuj tau ua tiav. Nyob rau xyoo yim caum ntawm lub xyoo pua XX, kev ua haujlwm tau tsim los tsim Skif orbital platform nrog cov pa roj-hloov pauv laser nrog lub zog ntawm 100 kW. Skif-DM cov duab loj-loj (Polyus spacecraft) tau pib rau hauv lub ntiaj teb lub orbit xyoo 1987, tab sis vim muaj ntau qhov yuam kev nws tsis nkag mus rau hauv lub laij lej suav thiab raug dej nyab hauv Dej Hiav Txwv Pacific raws txoj hauv kev. Kev sib tsoo ntawm USSR tau xaus rau qhov no thiab cov haujlwm zoo sib xws.
Kev tshawb fawb loj ntawm riam phom laser tau ua hauv USSR ua ib feem ntawm Terra program. Txoj haujlwm ntawm zonal foob pob hluav taws thiab tiv thaiv chaw tiv thaiv qhov chaw nrog lub ntsej muag ua lub ntsej muag zoo raws li lub zog siv hluav taws xob laser loj "Terra" tau ua tiav txij xyoo 1965 txog 1992. Raws li qhib cov ntaub ntawv, nyob rau hauv lub hauv paus ntawm txoj haujlwm no, cov pa hluav taws xob lasers, lub xeev-lasers lasers, tawg iodine photodissociation thiab lwm yam tau tsim. lasers.
Tsis tas li ntawd hauv USSR, txij li nruab nrab-70s ntawm lub xyoo pua 20th, lub dav hlau ya dav hlau A-60 tau tsim los ntawm lub dav hlau Il-76MD. Thaum xub thawj, txoj haujlwm tau npaj siab los tawm tsam tsis siv neeg zais pa. Raws li riam phom, txuas ntxiv roj-hloov pauv CO-laser ntawm chav kawm megawatt tsim los ntawm Khimavtomatika Design Bureau (KBKhA) yuav tsum tau teeb tsa.
Raws li ib feem ntawm kev ntsuas, tsev neeg ntawm GDT lub rooj zaum piv txwv tau tsim nrog lub zog hluav taws xob los ntawm 10 txog 600 kW. Nws tuaj yeem xav tias thaum lub sijhawm sim A-60 txoj haujlwm, tau teeb tsa 100 kW laser rau nws.
Ntau lub davhlau tau ua tiav nrog kev sim teeb tsa laser ntawm lub zais pa stratospheric nyob ntawm qhov siab ntawm 30-40 km thiab ntawm La-17 lub hom phiaj. Qee qhov peev txheej qhia tias qhov nyuaj nrog A-60 lub dav hlau tau tsim los ua lub dav hlau laser tiv thaiv tiv thaiv foob pob hluav taws raws li txoj haujlwm Terra-3.
Hom lasers twg yog qhov muaj kev cia siab tshaj plaws rau kev siv tub rog nyob rau lub sijhawm tam sim no? Nrog txhua qhov zoo ntawm cov pa roj-hloov pauv thiab cov tshuaj lasers, lawv muaj qhov tsis zoo: xav tau cov khoom siv tau, tso tawm inertia (raws li qee qhov chaw, txog li ib feeb), tso cua sov tseem ceeb, qhov loj, thiab tawm los ntawm kev siv cov khoom siv. ntawm qhov nruab nrab nquag. Cov lasers no tsuas tuaj yeem tso rau ntawm cov xov xwm loj.
Tam sim no, cov khoom siv hauv lub xeev thiab cov lasers muaj qhov zoo tshaj plaws, rau kev ua haujlwm uas nws tsuas yog tsim nyog los muab lub zog txaus rau lawv. Tsoom Fwv Teb Chaws Asmeskas Navy tab tom tsim kho cov tshuab hluav taws xob laser dawb. Ib qho txiaj ntsig tseem ceeb ntawm cov lasers fiber ntau yog lawv cov peev txheej, piv txwv li lub peev xwm los ua ke ntau cov qauv kom tau txais lub zog ntau dua. Kev thim rov qab tuaj yeem tseem yog qhov tseem ceeb, yog tias lub tshuab laser muaj lub zog nrog lub zog ntawm 300 kW tau tsim, tom qab ntawd kom paub tseeb tias qhov me me laser nrog lub zog ntawm, piv txwv li, 30 kW, tuaj yeem tsim ntawm nws lub hauv paus.
Dab tsi yog qhov xwm txheej nrog fiber ntau thiab lub xeev-lasers zoo hauv Russia? Kev tshawb fawb ntawm USSR hais txog kev txhim kho thiab tsim cov lasers yog qhov zoo tshaj plaws hauv ntiaj teb. Hmoov tsis zoo, kev sib tsoo ntawm USSR tau hloov pauv txhua yam. Ib lub tuam txhab loj tshaj plaws hauv ntiaj teb rau kev txhim kho thiab tsim khoom ntawm fiber ntau lasers IPG Photonics tau tsim los ntawm haiv neeg Russia V. P. Gapontsev raws lub tuam txhab Lavxias NTO IRE-Polyus. Cov tuam txhab niam txiv, IPG Photonics, tam sim no tau sau npe hauv Tebchaws Meskas. Txawm tias muaj tseeb tias ib qho ntawm cov chaw tsim khoom loj tshaj plaws ntawm IPG Photonics nyob hauv Russia (Fryazino, Moscow Region), lub tuam txhab ua haujlwm raws li Asmeskas txoj cai lij choj thiab nws cov lasers tsis tuaj yeem siv hauv Lavxias cov tub rog, suav nrog lub tuam txhab yuav tsum ua raws li kev rau txim yuam rau Russia.
Txawm li cas los xij, lub peev xwm ntawm IPG Photonics 'fiber lasers yog qhov siab heev. IPG lub zog loj txuas ntxiv nthwv dej fiber ntau lasers muaj lub zog ntau los ntawm 1 kW txog 500 kW, nrog rau ntau yam ntawm cov nthwv dej, thiab kev ua haujlwm ntawm kev hloov hluav taws xob hluav taws xob mus rau lub zog kho qhov muag nce mus txog 50%. Cov yam ntxwv sib txawv ntawm IPG fiber ntau lasers yog qhov zoo tshaj rau lwm lub zog lasers.
Puas muaj lwm tus neeg tsim khoom thiab tsim khoom ntawm cov khoom siv hluav taws xob muaj zog niaj hnub no thiab lasers-xeev-zog hauv tebchaws Russia? Txiav txim los ntawm cov qauv coj mus muag, tsis muaj.
Ib lub chaw tsim khoom lag luam nyob hauv ntu kev lag luam muab roj lasers nrog lub zog siab tshaj kaum tawm kW. Piv txwv li, lub tuam txhab "Laser Systems" hauv xyoo 2001 nthuav tawm cov pa oxygen-iodine laser nrog lub zog ntawm 10 kW nrog kev siv tshuaj lom neeg ntau dua 32%, uas yog qhov muaj kev cog lus cog qoob loo zoo tshaj plaws ntawm cov hluav taws xob laser muaj zog ntawm hom no. Hauv txoj kev xav, cov pa oxygen-iodine lasers tuaj yeem ncav cuag qib zog txog li ib megawatt.
Nyob rau tib lub sijhawm, nws tsis tuaj yeem txiav txim siab tag tias cov kws tshawb fawb Lavxias tau tswj hwm los ua qhov kev vam meej hauv qee qhov kev taw qhia ntawm kev tsim cov lasers muaj zog, raws li kev nkag siab tob ntawm lub cev ntawm cov txheej txheem laser.
Xyoo 2018, Thawj Kav Tebchaws Lavxias Vladimir Putin tshaj tawm Peresvet laser complex, tsim los daws kev tiv thaiv kev tiv thaiv kev tiv thaiv lub foob pob thiab rhuav tshem cov yeeb ncuab orbiters. Cov ntaub ntawv hais txog Peresvet txoj haujlwm raug cais, suav nrog hom laser siv (lasers?) Thiab lub zog kho qhov muag.
Nws tuaj yeem kwv yees tau tias cov neeg yuav los sib tw rau kev teeb tsa hauv qhov nyuaj tshaj plaws yog cov pa roj carbon-dynamic laser, cov xeeb leej xeeb ntxwv ntawm lub tshuab laser tau tsim rau A-60 program. Hauv qhov no, lub zog kho qhov muag ntawm lub tshuab laser ntawm "Peresvet" tuaj yeem yog 200-400 kilowatts, hauv qhov xwm txheej zoo txog li 1 megawatt. Cov pa oxygen-iodine laser tau hais los yav dhau los tuaj yeem suav tias yog lwm tus neeg sib tw.
Yog tias peb ua tiav los ntawm qhov no, tom qab ntawd ntawm ib sab ntawm lub tsheb loj ntawm Peresvet txoj haujlwm, lub tshuab hluav taws xob lossis roj av ntawm lub tshuab hluav taws xob tam sim no, lub tshuab cua txias, lub tshuab ntim khoom rau cov khoom siv tshuaj, lub tshuab laser nrog lub tshuab ua kom txias, thiab laser txoj kev qhia kab ke yog nyob hauv kab. Radar lossis lub hom phiaj tshawb pom OLS tsis pom qhov twg, uas cuam tshuam rau lub hom phiaj sab nraud.
Txawm li cas los xij, cov kev xav no yuav dhau los ua qhov tsis raug, ob qho tib si txuas nrog qhov muaj peev xwm tsim cov hauv paus tshiab lasers los ntawm cov tsim tawm hauv tsev, thiab txuas nrog qhov tsis muaj cov ntaub ntawv ntseeg tau ntawm lub zog kho qhov muag ntawm Peresvet txoj. Tshwj xeeb, muaj cov ntaub ntawv hauv xov xwm hais txog kev muaj lub tshuab ua kom muaj zog me me uas yog lub zog ntawm lub zog "Peresvet". Yog tias qhov no yog qhov tseeb, tom qab ntawv teeb tsa lub ntsej muag thiab cov yam ntxwv ua tau tuaj yeem sib txawv kiag li.
Lub zog twg xav tau rau lub tshuab laser kom siv tau zoo rau lub hom phiaj tub rog raws li kev puas tsuaj? Qhov no feem ntau nyob ntawm qhov kev xav tau ntawm kev siv thiab qhov xwm txheej ntawm lub hom phiaj, nrog rau cov txheej txheem ntawm lawv kev puas tsuaj.
Vitebsk tiv thaiv tus kheej tiv thaiv huab cua suav nrog L-370-3S cov chaw nres tsheb sib tsoo. Nws tawm tsam cov yeeb ncuab nkag los nrog lub taub hau cua sov los ntawm qhov muag tsis pom lub teeb hluav taws xob laser. Coj mus rau hauv tus account qhov ntev ntawm L-370-3S lub chaw nres tsheb jammer, lub zog ntawm lub tshuab hluav taws xob laser yog qhov siab tshaj ntawm ntau kaum tawm watts. Qhov no tsis txaus kom rhuav tshem lub foob pob hluav taws kub lub taub hau, tab sis nws txaus txaus rau qhov muag dig ib ntus.
Thaum lub sijhawm ntsuas ntawm A-60 nyuaj nrog 100 kW laser, L-17 lub hom phiaj, sawv cev rau qhov sib piv ntawm lub dav hlau dav hlau, tau raug tsoo. Qhov ntau ntawm kev puas tsuaj tsis paub, nws tuaj yeem xav tias nws yog li 5-10 km.
Piv txwv ntawm kev ntsuas ntawm lub tshuab laser txawv teb chaws:
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Raws li qhov saum toj no, peb tuaj yeem xav tias:
-txhawm rau rhuav tshem UAVs me me ntawm qhov deb ntawm 1-5 kilometers, yuav tsum muaj lub tshuab laser nrog lub zog ntawm 2-5 kW;
-txhawm rau rhuav tshem cov pob zeb tsis zoo, lub plhaub, thiab cov mos txwv zoo ntawm qhov deb ntawm 5-10 km, yuav tsum muaj lub tshuab laser nrog lub zog ntawm 20-100 kW;
-txhawm rau ntaus lub hom phiaj xws li lub dav hlau lossis foob pob hluav taws ntawm qhov deb ntawm 100-500 km, yuav tsum muaj lub tshuab laser nrog lub zog ntawm 1-10 MW.
Lasers ntawm cov peev txheej uas tau hais los twb muaj lawm lossis yuav raug tsim yav tom ntej. Hom riam phom laser twg nyob ze yav tom ntej tuaj yeem siv los ntawm cov tub rog huab cua, cov tub rog hauv av thiab cov tub rog, peb yuav txiav txim siab txuas ntxiv hauv kab lus no.
