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在文昌發射場和王院士等人討論了半天,黃修遠將替身機器人放在專門的護送車隊中,人則退出虛擬係統。
汕美總部的第一科研區內。
他來到了155研究所的06實驗室。
最近一段時間,黃修遠一直在該實驗室工作,這個實驗室的研究項目是激光晶體,即固體激光。
國內在固體激光的研發中,其實是處於相對領先的地位,由陳創天院士研發的kbbf(氟代硼鈹酸鉀)晶體,是國內長期嚴控出口的特殊材料。
kbbf晶體是一種非線性光學晶體材料,可以將其他光波轉變為深紫外光,在電子顯微鏡和光刻機上麵,都有重要應用。
而黃修遠,則打算研發一種未來非常重要的激光晶體——csi納米晶體,同樣是國內一位未來的院士研發的,這種晶體是一種類似於kbbf晶體的材料,但兩者又有一些區彆。
kbbf專門用於激發167納米波段的深紫外光,而csi納米晶體是專門用於激發遠紅外光的。
在激光武器上,通常不用可見光和短波,而多使用長波中的遠紅外光。
csi納米晶體就是專門為激光武器而生的,從csi納米晶體的名字上,就可以知道它的原材料,就是碳和矽,工藝則是納米工藝。
從金納米棒的近紅外光高共振效應,就可以知道,同樣的物質,金單質的無定形態和特殊納米態,其對特定光波的共振效應,是有天壤之彆的。
同樣,普通的碳晶體、矽晶體,並不是一種優質的激光材料。
但通過納米工藝的調整,黃修遠重新排列了碳和矽的納米結構,形成兩種特殊的納米結構。
一種是碳24分子,由上下兩個12邊型疊加完成,然後這種碳24分子,通過特殊工藝進行組合,形成一張碳分子薄膜。
另一種是將矽形成一個個三角形矽分子,這些三角矽必須具備一個特性,即三角形的三個內角,角度必須是27、54、99。
然後將三角矽填充到碳薄膜中,不斷疊加碳薄膜厚度,直到薄膜厚度疊加到17毫米後,就可以作為固體激光的激發晶體使用。
為什麼黃修遠非常重視這種晶體,原因是因為這種晶體,不僅僅可以激發遠紅外光,csi納米晶體還有另一個優點,那就是電光轉換效率極高,達到了驚人的968。
目前全球各地,在激光領域的研發中,各種類型的激光器電光轉變效率,是參差不齊的,從1到80之間都有。
比如光纖激光器,摻鐿半導體泵浦光纖激光器(泵浦波長980 n),比摻釹yag二極管泵浦激光器(泵浦波長808 n)的量子虧損(即泵浦能量和發生能量之差)低。
光纖激光器的電光轉換效率,通常為70~80;泵浦yag僅約為4;半導體泵浦yag和盤形激光器,則約為40左右;二氧化碳氣體激光器的光電轉換效率也僅為10左右。
目前的激光武器,在遠距離激光武器上,大多數以二氧化碳激光器為主,那10左右的光電轉換效率,就知道這種激光器的缺點了。
發射出去1千瓦的激光,就有9千瓦電能變成廢熱和線路損耗,而被浪費掉。
這不僅僅浪費了電能,也加大了供電難度,同時導致激光器功率難以提升。
csi納米晶體,其實就是固體激光器中的光纖激光器。
光纖激光器之所以有如此高的電光轉換效率,那是由於激光始終被包含在光纖晶體內,因而激光腔內,不會存在其它導致激光損失的因素。
以前光纖激光器很難做成大型的,最多就是激光筆大小。
而csi納米晶體改變了這一個缺陷,可以製造得非常巨大,而且可以通過擴大麵積,和加大csi納米晶體的厚度,實現輸出功率的提升,提高激光的凝聚度。