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钕玻璃激光器及其在军事上的应用

时间:2023-07-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:说到激光器,可以说是种类繁多,其中有一种玻璃激光器,它的结构并不复杂,主要由钕玻璃和氙灯组成。钕玻璃是激光器中的工作物质,是激光器的心脏。在钕玻璃中有少量的氧化钕,钕离子被称为“激活离子”。钕玻璃激光器就是由这些钕离子产生的。钕离子激光器的功率并不大,如果用于军事上,用这样的激光束直接打击目标并没有多大的作用。由于激光器和计算机的有机结合,大大提高了导弹的命中率,甚至是百发百中。

钕玻璃激光器及其在军事上的应用

说到激光器,可以说是种类繁多,其中有一种玻璃激光器,它的结构并不复杂,主要由钕玻璃和氙灯组成。所谓的钕玻璃是玻璃中加入少量的氧化钕。钕是一种稀土元素。它是利用谱线分析的方法发现的。在1885年,奥地利化学家威斯巴赫(1858~1929)分离出一些“土”。他从中分离出两种:一种是淡紫色的土,一种黑褐色的土。前者被命名为钕土,后者被命名为镨土。不过有些人对此是有怀疑的。威斯巴赫的老师是本生,本生对此不疑,因为这两种“土”具有不同的谱线。所以,后来就把这两种元素分别命名为钕(Nd)和镨(Pr)。这是由于它们对应着的盐具有不同的颜色,即钕盐是红色的,镨盐是绿色的。

激光器有一个(光学)谐振腔。氙灯是一个激励装置。钕玻璃是激光器中的工作物质,是激光器的心脏。钕玻璃起什么作用呢?

在钕玻璃中有少量的氧化钕,钕离子被称为“激活离子”。钕玻璃激光器就是由这些钕离子产生的。在此顺便讲一些激光原理的知识。

说起激光这个词,“激光”是中文的写法,它是著名的科学家钱学森起的。最初人们译成“莱塞”,港澳地区还译成“镭射”。这是由于激光的英文写法是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,意思是“由受激发射的光放大产生的辐射”。写成缩写就是LASER。这也就是最初译成“莱塞”或“镭射”的原因了。大陆通行激光的译法,主要取的是“受激发射的光”的意思。应该说,这个译法是很贴切的。(www.xing528.com)

用钕玻璃作为工作物质的激光器,它的工作原理是:氙灯发出普通的光,但很强。光线照射到钕玻璃之中,钕离子吸收了这些光线,并使钕离子处在较高的能量状态(或称为“能级”)。处在高能量(即高能级)状态的钕离子并不稳定;这些钕离子回复到一个特殊的状态,并把这个状态称为“亚稳态”。在这样的“亚稳态”下,钕离子越来越多,数量大大超过了处在能量较低状态下的钕离子数。由于“亚稳态”并不稳定,当受到某种辐射的作用,处在“亚稳态”的钕离子就会在同一时间一起回复到能量较低的状态,从而把多余的能量以光子的形态释放出去。这就是激光。

钕离子激光器的功率并不大,如果用于军事上,用这样的激光束直接打击目标并没有多大的作用。一般来说,在使用这种激光器时,是将它发射的激光束照射到目标(如飞机或坦克等)上,反射回来的激光被接收到后,经过电子计算机运算,将锁定的目标的方位和距离确定,以控制导弹的飞行,使之能准确地打击目标。由于激光器和计算机的有机结合,大大提高了导弹的命中率,甚至是百发百中。

由于激光技术的发展,使玻璃又焕发了青春。

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