Американская армия вооружилась самым мощным лазером в мире. Вчера, 16 марта, пресс-служба корпорации Lockheed Martin сообщила о том, что ее специалисты завершили испытания лазерной установки мощностью 60 кВт и передали ее американской армии.

Во время тестирования первая лазерная установка успешно поразила воздушные цели, развив мощность в 58 кВт. Установку передали в подразделение SMDC (Space and Missile Defense Command) армии США, базирующееся в городе Хантсвилл (штат Алабама), где она будет использоваться для противоракетной обороны.

Компьютерная модель мобильной лазерной установки
lockheedmartin.com

Контракт на производство боевых лазеров корпорация Lockheed Martin получила в апреле 2015 года. После многочисленных испытаний и увеличения мощности до требуемой договором (60 кВт) система стала готовой к эксплуатации. Известно, что разработчики заложили в конструкцию установки возможность двукратного увеличения ее мощности (до 120 кВт).

В сообщении компании Lockheed Martin говорится о том, что речь идет о системе, основанной на технологии спектрального совмещения для волоконных лазеров. Каждый лазерный луч имеет собственную длину волны, а в специальной установке они объединяются в один мощный пучок. Такое техническое решение позволяет установке потреблять вдвое меньше энергии, чем твердотельные лазеры. Других характеристик новейшей лазерной установки разработчики не раскрывают.

Американские военные планируют применять боевые лазеры для поражения транспортных средств противника, беспилотных летательных аппаратов, а также уничтожения ракет и минометных мин. Разработчики гарантируют высокую «живучесть» лазерной установки – за счет использования многомодульной системы выход из строя одного из модулей будет некритичным.

Лазер мощностью 30 кВт за несколько секунд прожег двигатель автомобиля с дистанции более 1,5 км
lockheedmartin.com

В прошлом году корпорация Lockheed Martin провела демонстрацию, в ходе которой лазер мощностью 30 кВт за несколько секунд прожег лист металла толщиной более 5 см. Такое оружие давно востребовано американскими военными, и в последние годы Пентагон систематически финансирует его разработку. Помимо высокой точности и бесшумности, боевые лазеры позволят снизить затраты на оборону, так как «выстрел» из лазера стоит всего несколько долларов. Например, чтобы поразить вражеский автомобиль, пилот истребителя выпускает по нему ракету, которая стоит в несколько раз дороже самой цели, а боевой лазер позволит делать это почти бесплатно. Помимо Lockheed Martin, разработкой лазерного оружия занимаются другие американские компании, включая Boeing и General Atomics Aeronautical Systems.

Называется Nova.

На самом деле он не один – за первенство в этой гонке негласно соревновались два лазера. Один был произведен в Техасе. Техасский унивеситиет в Остине (University of Texas at Austin ) в 2008 году построил лазер мощностью в один квадриллион ватт (1,000,000,000,000,000). Один петаватт мощности – это в 2000 раз больше мощности всех электростанций США.

Самый мощный в мире лазер был построен для изучения поведения веществ при сверхвысоких нагрузках и температурах. Например ученые надеются с его помощью моделировать небольшие сверхновые.

“Мы можем вводить материалы в состояния, которые невозможно получить в на земле (в обычных условиях) – говорит Микаэль Мартинес (Mikael Martinez) , менеджер лазерного проекта – Раньше вы должны были бы выйти в космос и находится в непосредственной близости от взрывающейся звезды, чтобы наблюдать то, что мы планируем наблюдать здесь, в Техасе”

Заявленная мощность лазера вовсе не утка и не обман. Мощность лазера это энергия лазерного импульса, измеряемая в джоулях, поделенная на продолжительность импульса, измеряемую в секундах, вплоть до миллионных и миллиардных долей секунды. Чтобы получить большую мощность лазера, энергию нужно либо просто увеличить, либо испустить за меньшее время, т.е. сфокусировать её.

Проблема лазерных технологий и одновременно их мощность кроется именно в “упаковке” энергии лазера “во время”.

Решение этой проблемы заключается в размещение на 1500 кв. футов площади сложнейшей головоломки-конвейера, содержащей в себе множество компрессоров, линз, транспортеров и усилителей, позволяющих правильно “упаковать” энергию лазера. Начинается самый мощный в мире лазер с seed laser, выдающего импульс в несколько сотен фемтосекунд (10 -15 секунды). Проходя через весь конвейер он набирает мощность.

В первую очередь луч seed laser проходит сквозь стретчер (stretcher). Это дифракционная решетка, которая уменьшает длинну волны лазера с фемтосекундного диапазона в наносекундный. Это преобразование сильно уменьшает энергию лазера, она падает от наноджоулей до пикождоулей. Ученые мирятся с этим эффектом, потому что луч становится более управляем на подходе к следующему этапу: усилению.

Усиление проходит в несколько этапов. В первую очередь лазерный луч насыщается энергией с помощью процесса называемого оптико-параметрическим усилением и производится с помощью специальных отражающих кристаллов и самых разных вспомогательных лазеров. К этому моменту энергия самого мощного в мире лазера становится равной одному джоулю, что уже неплохо. Затем луч попадает в стержневой усилитель, 24 сантиметровый кусок стекла, где с помощью мощный ламп, излучающих спектр, который луч может поглотить. Луч проходит через усилители 8 раз, что бы набрать мощность до 20 джоулей.

Наконец луч проходит в дисковый усилитель, где с помощью двух кусков стекла и ламп мазер набирает мощность в 250 джоулей. Его фото вы можете видеть в начале статьи.

Финальной стадией процесса является компрессор. Это как та самая “упаковочная машина”, позволяющая фокусировать энергию лазера в импульс длящийся всего 150 фемтосекунд. Это происходит с помощью более мощной дифракционной решетки, которая порежмает длинну волны на более короткую.

“Мы играем с лазером – подводит итог Мартине с – мы берем короткий импульс и растягиваем луч, чтобы можно было накачать его энергией, а потом сжимаем его обратно .”

Несмотря на потери входящей энергии импульс получается колоссально мощным из-за малого времени его испускания в мишень.

Самый мощный в мире лазер стоит 7 миллионов долларов и спонсирется Национальной Администрацией по Ядерной Безопасности США (National Nuclear Security Administration of USA).

Однако вернемся к Nova. Этот экспериментальный проект является лидером, хоть он и старше Техасского, однако за ним числится рекорд мощности 1,25 петавата мощности. Про этот лазер мы расскажем

Материалы с сайта wired.com

Лазерные указки являются портативными приборами, в которых имеются излучатели, генерирующие волны электромагнитного когерентного и монохроматического происхождения в видимом диапазоне в лучевой форме. Излучателями могут выступать лазерные диоды, либо полноценные твердотельные лазеры.

Имеется несколько видов лазерных указок, которые отличаются типами излучателей и бывают таких цветов:

• Красных;
• Зеленых;
• Синих;
• Бирюзовых;
• Голубых;
• Фиолетовых;
• Желтых;
• Оранжевых.

ЛУ красного цвета

Эти ЛУ являются самыми дешевыми и самыми распространенными. Работают от обычной батареи таблеточного типа, на базе красных лазерных диодов со спектром излучения 650-660 нм. Они оснащены драйверными платами, управляющими питанием. Для излучения в форме узкого луча используются выпуклые с обеих сторон линзы, называемые коллиматорами.

Красные ЛУ в основном маломощные до 1-100 мВт. Их характерной особенностью является то, что красные диоды довольно-таки скоро «прогорают», снижая интенсивность излучения, отчего большинство таких указок, спустя пару месяцев работы, начинают хуже светить, невзирая на заряд батареек.

ЛУ зеленого цвета (green laser)

Днем человеческий глаз более чувствителен к зеленым цветам, чем к красным (где-то в 6-10 раз). Благодаря этому green laser светит более ярко. Однако в ночи все происходит наоборот.

Зеленые лазерные диоды чрезвычайно дорогостоящие, поэтому для создания green laser используют твердотелые лазеры с диодами. Они не такие дорогие как зеленые лазерные диоды, но ценнее, чем красные. Длина волны green laser - 532 нм, с КПД приблизительно 20%. Зеленые ЛУ энергозатратнее красных, вследствие этого трудно подбирать агрегаты, питающиеся от таблеточных батарей.

ЛУ синего цвета

Начали выпускаться с 2006 года, схема действия схожа с green laser. Длина волны голубая- 490 нм, бирюзовая - 473 нм, а синяя - 445 нм. Излучателем является твердотелый мощный лазер. Синие ЛУ весьма дорогостоящие, диоды не такие дорогие, но не имеют широкого распространения. Излучение ЛУ синего цвета крайне опасно для глаз. КПД приблизительно 3%.

ЛУ желтого цвета

Длина волны желтых ЛУ - 593.5 нм. Имеются также их оранжевые «коллеги» с длиной волны 635 нм. КПД – чуть более 1%.

ЛУ фиолетового цвета

ЛУ с фиолетовыми лазерными диодам имеют длину волны 400-410 нм. Это почти предел в диапазоне, который воспринимает человеческий глаз, поэтому это свет видится как тусклый.

Свет фиолетовых ЛУ вызывает флуоресценцию, и яркость светящихся объектов становится интенсивнее, чем в самом лазере. В серию ЛУ пошли с появлением привода для оптического носителя Blu-ray, в котором применили лазерный диод с длиной волны соответственного излучения.

ЛУ: применение

• ЛУ часто пользуются образовательные учреждения, например для физических экспериментов, а также для презентаций;
• Световая точка, которую образует лазерный луч, привлекает внимание домашних животных. Особенно на них реагируют кошки и собаки, что зачастую приводит людей к играм с этими домашними питомцами;
• Зелеными ЛУ пользуются как в любительских, так и в профессиональных астрономических исследованиях. Зеленые ЛУ используются для определения направлений звезд и созвездий;
• ЛУ применяются в качестве лазерных целеуказателей, для точного прицеливания огнестрельного или пневматического оружия;
• ЛУ применяются радиолюбителями, как элемент связи в видимых границах;
• Красные ЛУ с отсоединенными коллиматорами пользуется при создании любительских голографий;
• Лабораторная практика пользуется ЛУ (особенно зелеными) для выявления в жидкостях, газах или любых прозрачных веществах в малых количествах примесей или взвесей механического происхождения, которые незаметны для невооруженного глаза.

Безопасность лазеров

Лазерное излучение опасно при попадании в глаза.

Обыкновенные ЛУ обладают мощностью 1-5 мВт, их относят ко 2-3А классам опасности. Они могут быть опасными, в случаях направления луча в глаза людям на довольно-таки продолжительные периоды или при помощи оптических приборов. ЛУ мощностью 50-300 мВт относят к 3B-классу. Они опасны причинением сильных повреждений сетчатки глаз, причем даже при кратковременных попаданиях прямого лазерного луча.

Следует знать, что в маломощных зеленых DPSS-указках используются значительно мощные ИК-лазеры, которые не гарантируют достаточную фильтрацию ИК-излучений. Такие виды излучений не видимы и в результате этого куда более опасны для глаз людей и животных.

Кроме того, ЛУ могут оказывать исключительно раздражающие воздействия. Особенно, если луч попадет в глаза водителей или летчиков, что может отвлечь их внимание или даже привести к ослеплению. В некоторых странах такие деяния влекут за собой уголовную ответственность. Например, в 2018-ом году одного американца приговорили к почти двум годам тюремного заключения за непродолжительное ослепление мощным лазером летчика в полицейском вертолете.

В последние годы случается все больше многочисленных «лазерных инцидентов» в развитых странах, вызываемых требованиями по ограничению или запрещению ЛУ. В настоящее время законодательством Нового Южного Уэльса предусмотрен штраф за владение ЛУ, а за совершение «лазерного нападения» - заключение до 14-ти лет.

Применение ЛУ запрещено по правилам во время проведения футбольных матчей. Так, например Алжирская федерация футбола была оштрафована на 50 000 швейцарских франков за то, что болельщиками при помощи лазерной указки ослепили вратаря российской сборной Игоря Акинфеева во время ЧМ-2014.

Самая мощная лазерная указка

Не так давно стало известно о появлении самого мощного карманного лазера, «короля» ЛУ или «меча джедая». Небольшой мощный лазер может прожигать тонкие пластмассы, взрывать детские шарики, поджигать бумагу и ослеплять людей. Устройство китайского производителя Wicked Lasers лишь бегло напоминает популярные ЛУ, но имеет более крупный корпус.

Часто лазерная указка с крошечным цилиндриком, выдающая красный лазерный луч, используется детьми для игр или для презентаций в школе. Однако указатель новой генерации компании Wicked Lasers для детей не будет игрушкой. И это не случайно, ведь выходная мощность китайской лазерной указки в десятки и сотни раз значительнее, чем у обычных недорогих ЛУ.

Удивительно, что китайская «зеленая супермодель» с мощностью луча от 0,3 ватт достигает «дальности воздействия» до 193-х километров.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Британские и чешские специалисты и разработчики заявили о создании самого мощного в мире лазера. Устройство HiLASE, построенное в лаборатории в пригороде Праги , потенциально принесёт пользу в различных отраслях промышленности и, вероятно, поможет открыть новые рубежи в научной деятельности. RT разбирался, чем примечателен аппарат весом 20 тонн, разработка которого обошлась в $48 млн Мал, да удал Британско-чешская группа разработчиков заявила о создании самого мощного лазера в мире. Установка, получившая название Бивой (Bivoj) по имени героя чешского фольклора, способна выдавать излучение мощностью в 1000 Вт. По заявлению создателей устройства, это в 10 раз больше, чем любой другой лазер в мире. Создание аппарата, вес которого составляет 20 тонн, обошлось в 48 миллионов долларов.

Стоит отметить, что мощность импульса, которой удалось добиться на сегодняшний момент учёным, уже достигла 2 петаватт (1 Пвт - это квадриллион, или 1015 Вт). Речь идёт о лазере в Осаке , разработанном японскими исследователями. В техасском Остине есть ещё один петаваттный лазер - он выдаёт 1 ПВт за раз. Закономерен вопрос о том, что позволило сотрудничающим чехам и британцам говорить о новом мировом рекорде.

Дело в том, что импульсные лазеры, к которым в том числе относится и чешский рекордсмен, определённое время накапливают энергию, после чего выдают импульс. Японскому и американскому лазеру нужно довольно много времени на накопление нужного количества энергии.

Как пояснил RT сотрудник Института прикладной физики РАН и автор научно-популярного блога physh.ru Артём Коржиманов, петаваттные лазеры концентрируют относительно небольшую энергию в очень маленький промежуток времени. «Их можно представить себе как удар молотком. Этот супермощный удар они могут совершать редко, может быть, раз в час или два. Из-за этого с ними неудобно работать: он выстрелил, а дальше приходится ждать. Это система, которая работает на пределе возможностей. В некотором смысле у них маленький КПД, при этом выделяется очень много тепла. Весь лазер, его оптические элементы сильно нагреваются. Кроме того, следующий импульс пойдёт несколько иначе, поскольку нагретые элементы как бы искажаются. То есть для получения нового импульса нужно ждать, пока устройство не остынет». При этом как таковой «средней мощности» у лазеров в Осаке и Остине нет.

По словам главы проекта HiLASE Томаса Моцека, разработанный британцами и чехами лазер отличается как раз рекордной средней мощностью. Она определяется частотой повторения импульсов и энергией.

«На самом деле, это сложные системы, состоящие из нескольких лазеров: сначала задающий лазер, а потом уже его излучение преобразуется в супермощные петаваттные импульсы, - рассказал Артём Коржиманов. - Судя по всему, у чехов получилось создать систему с очень высокой частотой. Им удалось сделать так, чтобы импульсы шли не раз в минуту, а раз 10 в секунду».

Намечается переворот Устройство, собранное в Чехии , относится к так называемым твердотельным лазерам с диодной накачкой - на подобных работают некоторые лазерные указки. Согласно заявлению учёных, он демонстрировал среднюю мощность в 1000 Вт непрерывно в течение часа. Информации о мощности отдельного импульса от разработчиков пока не поступало.

«В Резерфордовской лаборатории (при которой находится , принимавший участие в создании лазера. - RT) в Англии есть два мощных лазера, Vulcan и Astra Gemini. Мощность импульса лазера Vulcan - порядка одного петаватта. Возможно, они нацелены на эту мощность. Мне кажется, что пока они не состыковали этот лазер с мощным петаваттным и сделали только задающую часть, чтобы она выдавала, скажем, 10 выстрелов в секунду, и получая 100 джоулей (энергии. - RT) в секунду, это получается 1 тыс. джоулей в секунду и 1000 Вт. А дальше каждый из этих импульсов должен выдавать свой петаватт, но этого пока не сделано», - предположил Коржиманов.

Как сообщил глава CLF Джон Коллиер, важен не столько сам результат, сколько технология, которую разработали для его получения. По его словам, эта технология «перевернёт применение лазеров высокой энергии, высоких мощностей».

Пока же лазеру предстоит по меньшей мере месяц дополнительных экспериментальных проверок. По словам Моцека, прежде чем предложить свое изобретение для утилитарных целей промышленности, разработчики должны сначала оценить технические возможности использования лазера для практических задач.

Планы по строительству такого лазера в Чехии появились ещё в 2011 году. Британский же центр CLF занимался развитием необходимой технологии последние 40 лет. Экспериментальному результату, о котором учёные сообщили по итогам прошедшего ещё в декабре испытания, завершившего несколько лет активной работы, только предстоит пройти экспертную проверку. Официальный отчёт исследователи и разработчики представят на пресс-конференции, посвящённой проекту, до конца января. Всерьёз о технологии можно будет говорить только, когда другие независимые исследовательские группы смогут повторить результат.

Лазеры уже активно применяют в различных областях - от медицины до ракетостроения. Несмотря на необходимость дополнительных исследований потенциала нового лазера HiLASE, разработчики уже надеются найти коммерческое применение своему аппарату, притом довольно скоро - во второй половине 2017 года. Так, лазер может пригодиться для обработки металлических поверхностей, микрообработки материалов и в производстве полупроводников. Кроме того, учёные намерены выяснить, как новый лазер можно использовать в научно-исследовательской работе.

В детстве любой мальчишка мечтал стать обладателем такого оружия, как лазер. Это считалось одним из наиболее крутых приспособлений, могущее извергать смертоносные лучи. А голливудские фильмы про будущее, где героев просто невозможно представить без подобного аксессуара? А ведь самый мощный лазер в мире сегодня способен поразить воображение не только ребенка, но и взрослого, и его возможности просто безграничны…

С момента создания в 1960 году Робертом Мейманом первого действующего лазера прошло чуть больше 50 лет, а прогресс шагнул вперед огромными шагами. Принцип действия любого лазера - накачка энергии, а затем ее преобразование в поляризованный и узконаправленный поток света с узким интервалом длины. Сегодня такие установки используются для изучения фундаментальных свойств материи, моделирования небольших сверхновых и подконтрольных реакций ядерного синтеза. И чем больше мощность лазера, тем сильнее он воздействует на участок. Ученые пробуют разорвать пространство и увидеть, как ведут себя частицы внутри атома.

Два комплекса претендуют на звание самого мощного лазера в мире.

Япония, Университет Осаки

27 июля 2015 года ученые обновили достижение, заявив, что на 100-метровой установке LFEX (Лазер для экспериментов с низкой инициацией) была достигнута сила в момент пика 2 петаватт.

Эта интенсивность превышает в тысячу раз все энергопотребление на планете, но весь процесс происходит за одну триллионную секунды, поэтому такая невероятная мощность выходит, так сказать, «компактно упакованной». При этом заряд энергии очень мал – 2 кДж (столько потребляет домашний электрочайник за 1 секунду), но фантастически силен за счет ее фокусирования. Весь импульс формируется за миллиардные доли микросекунды и луч света проходит через сложную систему линз, зеркал, компрессоров и транспортеров, расположенных на площади размером с небольшое футбольное поле.

Этой энергии будет недостаточно, чтобы вскипятить стакан воды, а вот на выходе получается кусок солнечной плазмы, расположенной на участке в несколько сантиметров.

Японцы не собираются останавливаться на достигнутом и в ближайшее время собираются увеличить рекорд самого мощного лазера в мире еще в 5 раз, до 10 петаватт.

Шанхай, Институт точной механики и оптики

Здесь еще в 2013 году добились аналогичной мощности в 2 триллиона ватт, только заряд энергии был намного меньше - 72,6 Дж. Этот лазер создали еще в 2007 году и достижения китайцев в этой области не могут не вызывать уважения, другое дело, что они не очень хотят делиться информацией с миром.

Любой мощный лазер обходится в десятки миллионов долларов, но он просто необходим для невероятного числа открытий. Причем, кроме разгадки тайн Вселенной достижения самого мощного в мире лазера можно использовать в медицине, физике и биологии, а также построить будущее человечество без выбросов углерода и ядерных отходов.

Енвд