2022年,我國宣布钕玻璃不再輸出,對高能戰略激光的影響有多大?

森羅萬象視頻 2024-06-19 19:03:45

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綜述

钕玻璃,看似普通的紫紅色材料,卻完全不同普通玻璃,它是高能激光領域中重要的核心組成部件。

其含有的稀土發光離子可以增強激光的能量輸出,而它的性能也決定了所輸出激光的能量和質量。

目前,钕玻璃是人類已知能夠輸出最大能量的激光介質,在高能激光領域一直發揮著不可或缺的重要作用。

然而就在2022年,我國宣布限制對钕玻璃相關工藝的輸出,而這又會對高能激光領域産生什麽影響呢?

钕玻璃的發展

1960年,美國物理學家Theodore H. Maiman利用鉻紅寶石,制備出了世界首台激光發射器。

次年,美國A.O.光學公司利用摻氧化钕的鉀鋇硅酸鹽玻璃制成了世界首台玻璃激光器。相比較紅寶石的三能級激光發射,四能級钕離子的激光發射器性能更加優秀。

1962年,我國開始了對激光玻璃的相關研究。1964年9月,上海光機所使用兩支0.5米長的摻钕玻璃棒串獲得了114J的能量輸出,同年12月,再次實現了1000J的能量輸出。此後,钕玻璃逐漸替代了紅寶石,成爲了高能激光器主要的增益材料。

钕玻璃是用于對激光能量進行放大的特殊光學玻璃,它必須同時滿足光學和激光兩方面的性能要求。一直以來,掌握钕玻璃相關技術的國家,采取嚴格的技術封鎖和産品禁運,企圖遏制我國在激光領域的發展。

然而,自1964年以來,上海光機所就一直深耕相關技術,並逐步在相關核心技術領域接連實現了突破,掌握了钕玻璃的完整制備工藝,自主發明並建成了钕玻璃的連續熔煉生産線,實現了钕玻璃的批量生産。

目前,上海光機所每年産出1200片高性能钕玻璃,其研發的神光Ⅰ,神光Ⅱ和神光Ⅲ系列钕玻璃,其年直接銷售額爲3.76億元,間接經濟效益達5.13億元。上海光機所與德國SCHOTT,日本HOYA也是全球僅有的三家,能夠大規模研發和生産稀土摻雜玻璃的機構。

在激光領域的應用

钕玻璃在高能激光領域有著非常重要的作用,直接決定了高能激光器的性能,在相關領域,它的應用非常廣泛,涵蓋了軍事,科研和醫療等多個方面。

通過在钕玻璃中注入能量,可以實現激光的放大和産生,制備的高能激光器可用于激光切割,焊接,打孔等加工過程。

軍事方面,钕玻璃制作的高能激光器可以用來制造激光武器,激光通信系統等。其高功率和穩定性使其成爲遠程定位,跟蹤和打擊目標的理想選擇。其釋放出的高能激光,不僅可用于幹擾敵方戰機和導彈,實現防空反導,更可實現超越傳統攔截導彈的精准作戰效果。

激光束的速度是光速,遠超一般攔截導彈,若能量得以高度集中,其破壞力可瞬間發揮,即偵即摧,真正實現指哪打哪。相較一般攔截導彈,它的效率和響應速度更勝一籌,爲戰場上的軍事行動帶來了更高的戰略優勢。

钕玻璃激光器在科研領域中也扮演者重要角色。例如,在物理學,化學和生物學等領域的實驗中,激光器可用于激發樣品産生熒光,光解化學反應等。

在醫療領域,钕玻璃激光器可以用于如激光美容和激光手術等,可以實現治療皮膚病變,組織凝固和腫瘤切除等醫療操作。

禁止輸出及影響

2022年,出于國家安全考量,我國將钕玻璃制作工藝列入禁止出口名單,並對某些稀土種類實施了出口限制。

這一舉措必然會導致國際市場上钕玻璃的生産和制作成本上升,給需求國家和企業帶來一定的經濟壓力。

與此同時,原料供應的中斷必然會影響到高能激光領域相關的産業鏈。作爲制作高能激光器的核心部件,钕玻璃的缺失將導致領域産業鏈的産能下降,甚至對某些企業造成困境。未來,這些企業可能將面臨更加殘酷的競爭環境。

不過,相關企業還可以尋找其他材料代替钕玻璃來生産高能激光器。比如钇鋁石榴石 (YAG),摻雜了钕的YAG同樣能夠釋放高能脈沖,適用于固態激光器制備,廣泛應用于切割,焊接等領域。

除了钕元素,镱元素也可以用作光學領域。利用光纖材料與镱元素的結合制成摻镱光纖激光器,同樣可以實現高功率的激光輸出,同時它還具備高效率和穩定性等優點,在激光切割,焊接和通信等領域均有應用。

此外,基于砷化镓或磷化铟等相關半導體材料所制備的激光器,也是備受推崇的激光器類型。它具有能量轉化效率高,體積小,功率高,效率高,壽命長和成本低等一系列優點,因此在通信醫療,材料加工,激光雷達,光盤讀寫等領域得到了廣泛應用。

結尾

自1961年代起,钕玻璃作爲高能激光器的核心材料,就一直引領著激光技術的發展潮流,爲軍事,科研和醫療等領域的創新提供了強大支撐。它的産生和發展,見證了激光技術的崛起和進步。

2022年,隨著钕玻璃的輸出限制,高能激光領域相關産業鏈勢必會受到一定的影響。不過高能激光技術的發展仍在不斷推進,相關企業依然選用其他材料。同時,我國也會繼續加強對钕玻璃和激光領域的研究和創新,保持相關技術在國際競爭中的領先地位。

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评论列表
  • 2024-06-24 13:32

    弱弱問一句,經常發生的森林火災,會是高空中的衛星攜帶高能激光武器系統照射引燃的?可惜沒有證據

    魅-ATY 回覆:
    不可能,[捂臉哭]現在人類還沒有這麽強大的科技,主要以目前的人類科技在太空給激光發射器提供這麽龐大的電能,那這顆衛星的重量和體積難以想象,哪怕你用太陽能轉變成電腦,不過這種科技在未來應該可以實現,或許我還能看得到,現在地面激光打衛星還是可以實現的
    肖堯 回覆:
    首先這距離,需要巨大能量。。。

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簡介:夫萬象森羅,不離兩儀所育;百法紛湊,無越三教之境。