Çoğu okuyucu, İngilizce "lazer" den türetilen "lazer" kavramının farkındadır (uyarılmış radyasyon emisyonu ile ışık yükseltmesi - uyarılmış radyasyon yoluyla ışığın yükseltilmesi "). XNUMX. yüzyılın ortalarında icat edilen lazerler, modern teknolojideki çalışmaları sıradan insanlar için genellikle görünmez olsa bile, hayatımıza iyice girdi. Teknolojinin ana popülerleştiricisi, lazerlerin geleceğin savaşçılarının ekipmanının ayrılmaz bir parçası haline geldiği bilim kurgu türünde kitaplar ve filmler haline geldi.
Gerçekte, lazerler uzun bir yol kat etti, öncelikle keşif ve hedef belirleme araçları olarak kullanıldı ve ancak şimdi оружия belki de savaş alanı görünüşünü kökten değiştiren и savaş araçlarının görünümü.
Daha az bilinen "maser" terimi - görünüşü lazerlerin oluşturulmasından önce gelen santimetre aralığının (mikrodalga) tutarlı elektromanyetik dalgalarının yayıcısıdır. Ve çok az insan tutarlı bir radyasyon kaynağı olan başka bir tür olduğunu biliyor - "Saser".
Ses ışını
"Saser" kelimesi, "lazer" kelimesine benzer şekilde oluşturulur - Uyarılmış Radyasyon Emisyonu (uyarılmış emisyona bağlı ses amplifikasyonu) ile Ses Amplifikasyonu ve belirli bir frekansta tutarlı bir ses dalgası jeneratörü - akustik bir lazer anlamına gelir.
Bir saseri bir “ses projektörü” ile karıştırmayın - yönlü ses akışları oluşturmak için bir teknoloji, örnek olarak, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü “Audio Spotlight ”'tan Joseph Pompey'nin gelişimini hatırlayabiliriz. Ses spot ışığı "Audio Spotlight" da ultrasonik aralıkta, hava ile doğrusal olarak etkileşmeyen, ses uzunluğunu artıran bir dalga demeti yayılır. Ses projektörünün ışın uzunluğu 100 metreye ulaşabilir, ancak içindeki sesin gücü hızla azalır.
Lazerde ışık kuantum fotonları meydana gelirse, fononlar saserlerde rol oynarlar. Fotonun aksine, fon, Sovyet bilim adamı Igor Tamm tarafından tanıtılan bir quasiparticle. Teknik olarak, bir fonon, kristal atomlarının bir kuantum titreşim hareketidir veya bir ses dalgasıyla ilişkili bir kuantum enerjidir.
Fonon - kristal atomlarının kuantum titreşim hareketi
“Kristalli malzemelerde, atomlar aktif olarak birbirleriyle etkileşir ve bu tür termodinamik olayları içlerindeki bireysel atomların titreşimleri olarak düşünmek zordur - büyük sistemler birbirleriyle bağlantılı trilyonlarca lineer diferansiyel denklemden elde edilir, analitik çözümü imkansızdır. Kristal atomların salınımları, kuantumları fonon olan bir ses dalgaları sisteminin maddesindeki yayılma ile değiştirilir. Fonon bozon sayısına aittir ve Bose - Einstein istatistikleriyle tanımlanır. Fononlar ve elektronlarla etkileşimleri, süperiletkenlerin fiziği, ısı iletim süreçleri ve katılarda saçılma süreçlerinin modern kavramlarında temel bir rol oynamaktadır. ”
İlk sazerler 2009-2010'da geliştirildi. İki grup bilim adamı, optik rezonatörlerde bir fonon lazer ve elektronik kaskadlarda bir fonon lazer kullanarak saser radyasyonu üretmek için yöntemler sundu.
Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nde (ABD) fizikçiler tarafından tasarlanan prototip optik lazer saser, lazer ışınının beslendiği 63 ve 12,5 mikrometre dış çapa sahip tori formunda bir çift silikon optik rezonatör kullanır. Rezonatörler arasındaki mesafeyi değiştirerek, bu seviyelerin frekans farkını sistemin akustik rezonansına karşılık gelecek şekilde ayarlamak mümkündür, bunun sonucunda 8,7 MHz frekanslı lazer radyasyonu üretilir. Rezonatörler arasındaki mesafeyi değiştirerek ses radyasyonunun frekansını değiştirebilirsiniz.
Nottingham Üniversitesi'nden (Büyük Britanya) bilim adamları, sesin, birkaç atom kalınlığında değişen galyum arsenit ve alüminyum katmanları da dahil olmak üzere bir üste doğru geçtiği bir prototip elektron aşamalı kasa oluşturdular. Fononlar, ek enerjinin etkisi altında bir çığ gibi birikir ve yapıyı 440 gigahertz frekansında saser radyasyonu formunda bırakana kadar üste doğru katmanların içine tekrar tekrar yansıtılır.
Nottingham Üniversitesi'ndeki bilim adamlarının Saser prototipi
Saserlerin, lazerler tarafından üretilenlerle karşılaştırılabilir mikroelektronik ve nanoteknolojide devrim yapmaları bekleniyor. Terahertz aralığı frekansı ile radyasyon elde etme olasılığı, yüksek hassasiyetli ölçümler için saserlerin kullanılmasına, üç boyutlu makro, mikro ve nanoyapı görüntülerinin elde edilmesine, yarı iletkenlerin optik ve elektriksel özelliklerinin yüksek hızda değiştirilmesine izin verecektir.
Sazerlerin askeri alana uygulanabilirliği. sensörler
Savaş ortamının formatı, her durumda en etkili olan sensör tipinin seçimini belirler. havacılık Ana keşif ekipmanı türü milimetre, santimetre, desimetre ve çift metre (yer tabanlı radar için) dalga boylarını kullanan radar (radar) 'dır. Kara savaş alanı, sadece keşif optik aralığı ile elde edilebilen hedeflerin doğru tanımlanması için yüksek çözünürlük gerektirir. Tabii ki, radarlar yer teknolojisinde de kullanılıyor, aynı zamanda havacılıkta optik keşif araçları kullanılıyor, ancak yine de, savaş ortamının biçimine bağlı olarak, belirli bir dalga boyu aralığının öncelikli kullanımı lehine önyargı oldukça açık.
Suyun fiziksel özellikleri, optik ve radar menzilindeki çoğu elektromanyetik dalganın yayılma aralığını önemli ölçüde sınırlandırırken, su, ses dalgalarının geçişi için önemli ölçüde daha iyi koşullar sağlar, bu da denizaltıların (denizaltılar) ve yüzey gemilerinin (NK) silahlarının keşif ve yönlendirilmesinde kullanılmasına yol açar. eğer ikincisi bir sualtı düşmanıyla savaşıyorsa. Buna göre, denizaltıların ana keşif aracı sonar sistemleri (SAC) haline geldi.
HAC hem aktif hem de pasif modda kullanılabilir. Aktif modda, KANCA modüle edilmiş bir ses sinyali yayar ve bir düşman denizaltısından yansıyan bir sinyal alır. Sorun, düşmanın HACK'den gelen sinyali HAC'ın kendisinin yansıtılan sinyali yakalayacağından çok daha fazla algılayabilmesidir.
Pasif modda, HAC bir denizaltı veya düşman gemisinin mekanizmalarından kaynaklanan gürültüyü "dinler" ve hedeflerini analizlerine göre tespit eder ve sınıflandırır. Pasif modun dezavantajı, en son denizaltıların gürültüsünün sürekli azalması ve denizin arka plan gürültüsü ile karşılaştırılabilir hale gelmesidir. Sonuç olarak, düşman denizaltılarının tespit menzili önemli ölçüde azalır.
HAC antenleri, akustik sinyallerin alınmasını sağlayan birkaç bin piezoseramik veya fiber optik dönüştürücüden oluşan karmaşık şekilli aşamalı ayrı dizilerdir.
Solda Rus Projesi 885 (M) Çok Amaçlı Nükleer Denizaltıların (ICAPL) Irtysh-Amphora SAC küresel alıcı anteni, sağda modern ABD Virjinya tipi nükleer denizaltıların (NPS) geniş bir diyafram açıklığına sahip LAB (Büyük Diyafram Açıklığı)
Mecazi anlamda, modern HAC'ler, savaş uçaklarında kullanılan pasif fazlı anten dizilerine (PFAR) sahip radarlarla karşılaştırılabilir.
Saserlerin ortaya çıkmasının, en son savaş uçaklarının ayırt edici özelliği haline gelen aktif fazlı dizi antenleri (AFAR) ile radarlarla karşılaştırılabilecek umut verici HAC'lerin oluşturulmasına izin vereceği varsayılabilir.
Bu durumda, aktif modda lazer yayıcılara dayanan umut verici HAC'lerin çalışma algoritması, AFAR ile havacılık radarlarının çalışması ile karşılaştırılabilir: dar bir radyasyon desenine sahip bir sinyal üretmek, girişim kaynağının radyasyon modelinde bir arıza ve kendi sıkışmasını sağlamak mümkün olacaktır.
Belki de, bir görüntü elde etmek için dönüştürülebilen nesnelerin üç boyutlu akustik hologramlarının inşası ve hatta incelenen nesnenin iç yapısı, tanımlanması için son derece önemlidir. Yönlendirilmiş radyasyon üretme kabiliyeti, HAC aktif moddayken bir rakibin sığ suda denizaltıları hareket ettirirken doğal ve yapay engelleri tespit etmesini ve deniz mayınlarını tespit etmesini zorlaştıracaktır.
Sucul ortamın, atmosferin lazer radyasyonunu nasıl etkilediğine kıyasla “ses ışını” nı önemli ölçüde etkileyeceği anlaşılmalıdır, bu da lazer radyasyonunu yönlendirmek ve düzeltmek için yüksek performanslı sistemlerin geliştirilmesini gerektirecektir ve bu her durumda bir “lazer ışını” gibi olmayacaktır. - saser radyasyonunun sapması çok daha büyük olacaktır.
Sazerlerin askeri alana uygulanabilirliği. silah
Несмотря на то, что лазеры появились в середине прошлого века, применение их в качестве оружия, обеспечивающего физическое поражение целей, становится реальностью только сейчас. Можно предположить, что и сазеры ожидает та же участь. По крайней мере, «звуковых пушек», аналогичных изображённым в компьютерной игре «Command & Conquer» ждать придётся ещё очень и очень долго (если создание таковых вообще возможно).
Lazerlerle bir benzetme yaparak, gelecekte havacılık uçağı savunma kompleksi L-370 Vitebsk'e (Başkan-S) benzer şekilde, bir uçağa yönelik füzelere karşı tasarlanmış saserler temelinde oluşturulabileceği varsayılabilir. lazer yayıcılar da dahil olmak üzere bir hedefleme füzesini kör eden bir optoelektronik bastırma istasyonu (SES) kullanan kızılötesi hedef arama başlıkları ile
Buna karşılık, lazer yayıcılara dayalı denizaltıların kendi kendini savunma kompleksi, akustik rehberlikle düşmanın torpido ve mayın silahlarına karşı koymak için kullanılabilir.
Bulgular
Sazerlerin gelecek vaat eden denizaltıları keşif ve silahlandırma aracı olarak kullanmaları büyük olasılıkla en azından orta vadeli ve hatta uzaktır. Bununla birlikte, gelecekteki umut verici askeri teçhizat geliştiricileri için bir rezerv yaratarak, bu beklentinin temelleri şimdi oluşturulmalıdır.
XNUMX. yüzyılda lazerler modern keşif ve hedef belirleme sistemlerinin ayrılmaz bir parçası haline geldi. XNUMX. ve XNUMX. yüzyılların başında, AFAR ile radarı olmayan bir savaşçı artık teknolojik ilerlemenin zirvesi olarak kabul edilemez ve AFAR ile bir radarı olan rakiplerinden daha düşük olacaktır.
Önümüzdeki on yılda, savaş lazerleri karada, suda ve havada savaş alanının yüzünü kökten değiştirecek. Sazerların, XNUMX. yüzyılın ortalarında sualtı savaş alanının görünümü üzerinde daha az etkisi olmayacak.