納米崛起 第四百九十八章 CSi納米晶體

在文昌發(fā)射場(chǎng)和王院士等人討論了半天，黃修遠(yuǎn)將替身機(jī)器人放在專門的護(hù)送車隊(duì)中，人則退出虛擬系統(tǒng)。

汕美總部的第一科研區(qū)內(nèi)。

他來(lái)到了155研究所的06實(shí)驗(yàn)室。

最近一段時(shí)間，黃修遠(yuǎn)一直在該實(shí)驗(yàn)室工作，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室的研究項(xiàng)目是激光晶體，即固體激光。

國(guó)內(nèi)在固體激光的研發(fā)中，其實(shí)是處于相對(duì)領(lǐng)先的地位，由陳創(chuàng)天院士研發(fā)的KBBF（氟代硼鈹酸鉀）晶體，是國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期嚴(yán)控出口的特殊材料。

KBBF晶體是一種非線性光學(xué)晶體材料，可以將其他光波轉(zhuǎn)變?yōu)樯钭贤夤猓陔娮语@微鏡和光刻機(jī)上面，都有重要應(yīng)用。

而黃修遠(yuǎn)，則打算研發(fā)一種未來(lái)非常重要的激光晶體——CSi納米晶體，同樣是國(guó)內(nèi)一位未來(lái)的院士研發(fā)的，這種晶體是一種類似于KBBF晶體的材料，但兩者又有一些區(qū)別。

KBBF專門用于激發(fā)167納米波段的深紫外光，而CSi納米晶體是專門用于激發(fā)遠(yuǎn)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(zhǎng)波中的遠(yuǎn)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，就是碳和硅，工藝則是納米工藝。

從金納米棒的近紅外光高共振效應(yīng)，就可以知道，同樣的物質(zhì)，金單質(zhì)的無(wú)定形態(tài)和特殊納米態(tài)，其對(duì)特定光波的共振效應(yīng)，是有天壤之別的。

同樣，普通的碳晶體、硅晶體，并不是一種優(yōu)質(zhì)的激光材料。

但通過(guò)納米工藝的調(diào)整，黃修遠(yuǎn)重新排列了碳和硅的納米結(jié)構(gòu)，形成兩種特殊的納米結(jié)構(gòu)。

一種是碳24分子，由上下兩個(gè)12邊型疊加完成，然后這種碳24分子，通過(guò)特殊工藝進(jìn)行組合，形成一張?zhí)挤肿颖∧ぁ?p/> 另一種是將硅形成一個(gè)個(gè)三角形硅分子，這些三角硅必須具備一個(gè)特性，即三角形的三個(gè)內(nèi)角，角度必須是27、54、99。

然后將三角硅填充到碳薄膜中，不斷疊加碳薄膜厚度，直到薄膜厚度疊加到17毫米后，就可以作為固體激光的激發(fā)晶體使用。

為什么黃修遠(yuǎn)非常重視這種晶體，原因是因?yàn)檫@種晶體，不僅僅可以激發(fā)遠(yuǎn)紅外光，CSi納米晶體還有另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是電光轉(zhuǎn)換效率極高，達(dá)到了驚人的96.8。

目前全球各地，在激光領(lǐng)域的研發(fā)中，各種類型的激光器電光轉(zhuǎn)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(dǎo)體泵浦光纖激光器（泵浦波長(zhǎng)980nm），比摻釹YAG二極管泵浦激光器（泵浦波長(zhǎng)808nm）的量子虧損（即泵浦能量和發(fā)生能量之差）低。

光纖激光器的電光轉(zhuǎn)換效率，通常為70～80；泵浦YAG僅約為4；半導(dǎo)體泵浦YAG和盤形激光器，則約為40左右；二氧化碳?xì)怏w激光器的光電轉(zhuǎn)換效率也僅為10左右。

目前的激光武器，在遠(yuǎn)距離激光武器上，大多數(shù)以二氧化碳激光器為主，那10左右的光電轉(zhuǎn)換效率，就知道這種激光器的缺點(diǎn)了。

發(fā)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(fèi)掉。

這不僅僅浪費(fèi)了電能，也加大了供電難度，同時(shí)導(dǎo)致激光器功率難以提升。

CSi納米晶體，其實(shí)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(zhuǎn)換效率，那是由于激光始終被包含在光纖晶體內(nèi)，因而激光腔內(nèi)，不會(huì)存在其它導(dǎo)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(gè)缺陷，可以制造得非常巨大，而且可以通過(guò)擴(kuò)大面積，和加大CSi納米晶體的厚度，實(shí)現(xiàn)輸出功率的提升，提高激光的凝聚度。

黃修遠(yuǎn)眼前的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，就陳列著一塊圓柱體的CSi納米晶體，半徑為5厘米，長(zhǎng)度則為10分米。

幾個(gè)實(shí)驗(yàn)助手小心翼翼的拿著晶體，將這塊晶體安裝在提前準(zhǔn)備好的激光器中。

激光器的其他供電線路，則采用了最近研發(fā)出來(lái)的零點(diǎn)超導(dǎo)體，在冷卻系統(tǒng)將溫度冷卻到負(fù)五攝氏度后。

黃修遠(yuǎn)吩咐道：“準(zhǔn)備啟動(dòng)激光器測(cè)試。”

“明白。”

實(shí)驗(yàn)室一側(cè)的墻壁緩緩打開，露出一個(gè)測(cè)試場(chǎng)。

在研究員的操作下，測(cè)試場(chǎng)中升起一塊靶子，上面標(biāo)注：100m。

當(dāng)研究員按下激光器的發(fā)射按鈕時(shí)，三米多長(zhǎng)的激光器中，一道無(wú)形無(wú)色的遠(yuǎn)紅外光，直接命中靶子中心位置。

不到0.2秒，厚度0.5厘米的鐵板靶子上，就出現(xiàn)一個(gè)拳頭大小的燒熔洞口。

黃修遠(yuǎn)冷靜的吩咐道：“更換靶材。”

“是。”

研究員也更換了一塊木板靶子，又瞬間被激光穿透。

接下來(lái)他們嘗試了玻璃、塑料、陶瓷、反光材料、復(fù)合材料之類，激光器通過(guò)調(diào)頻，還是一一穿透了這些靶子。

然后是距離測(cè)試，測(cè)試出最遠(yuǎn)可以測(cè)試350米，這個(gè)距離對(duì)于遠(yuǎn)紅外光激光器而言，簡(jiǎn)直是手到擒來(lái)。

黃修遠(yuǎn)估算了一下，按照目前的測(cè)試數(shù)據(jù)，這一款激光器在大氣層內(nèi)，應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)500公里左右的快速擊毀，至于具體射擊距離，還需要進(jìn)一步測(cè)試。

距離太遠(yuǎn)會(huì)出現(xiàn)散射，威力會(huì)逐漸下降。

當(dāng)黃修遠(yuǎn)看中CSi納米晶體的高轉(zhuǎn)換效率，配合零點(diǎn)超導(dǎo)體后，整體能量利用率會(huì)非常高。

如果用二氧化碳激光器的電能，給CSi納米晶體激光器供能，可以產(chǎn)生10倍左右的激光輸出。

這種CSi納米晶體的出現(xiàn)，在某種程度上，讓激光器從科幻走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。

在大氣層內(nèi)部，還有體現(xiàn)不出全部?jī)?yōu)勢(shì)，但是進(jìn)入外太空，CSi納米晶體激光器的高轉(zhuǎn)換效率，就會(huì)發(fā)揮出最大的效果。

不僅僅可以應(yīng)用在激光武器上，也可以用在航天器散熱、離子發(fā)動(dòng)機(jī)上。

超高的電光轉(zhuǎn)換效率，可以將一部分廢熱轉(zhuǎn)變成電能，然后再通過(guò)激光器發(fā)射出去，解決航天器低效的輻射散熱問(wèn)題。

航天器散熱問(wèn)題，也是激光器應(yīng)用在外太空的難題。

如果用老式的二氧化碳激光器，90的電能最后變成了廢熱，然后不斷積累在航天器內(nèi)部，導(dǎo)致航天器熱過(guò)載，而出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題，甚至可能直接導(dǎo)致航天器報(bào)廢。

而高效的CSi納米晶體，如果再加上溫差發(fā)電系統(tǒng)，基本可以減少98的激光廢熱，讓激光器裝備上外太空，成為可能。

同樣，在離子發(fā)動(dòng)機(jī)上，這種激光器中的相關(guān)技術(shù)，其實(shí)也是可以應(yīng)用。

或者直接采用激光光帆推進(jìn)器，也可以實(shí)現(xiàn)高比沖，讓航天器在天空中不斷加速。

CSi納米晶體，就是這樣一種多面手材料。