Sebilangan besar pembaca mengetahui konsep "laser", terbentuk dari bahasa Inggeris "laser" (penguatan cahaya oleh pancaran pancaran yang dirangsang). Laser yang diciptakan pada pertengahan abad ke-20 benar-benar memasuki kehidupan kita, walaupun karya mereka dalam teknologi moden sering tidak dapat dilihat oleh orang biasa. Penyebaran utama teknologi telah menjadi buku dan filem fiksyen ilmiah, di mana laser telah menjadi bahagian penting dari peralatan pejuang masa depan.
Pada kenyataannya, laser telah datang jauh, digunakan terutama sebagai cara pengintaian dan penentuan sasaran, dan hanya sekarang mereka harus menggantikannya sebagai senjata di medan perang, mungkin secara radikal mengubah penampilannya dan penampilan kenderaan tempur.
Yang kurang terkenal adalah konsep "maser" - pemancar gelombang elektromagnetik yang koheren dalam jarak sentimeter (gelombang mikro), yang penampilannya mendahului penciptaan laser. Dan sangat sedikit orang yang mengetahui bahawa ada jenis sumber sinaran yang koheren - "saser".
"Rasuk" suara
Kata "saser" dibentuk sama dengan kata "laser" - Penguat Suara dengan Stimulated Emission of Radiation dan menandakan penjana gelombang suara yang koheren dengan frekuensi tertentu - laser akustik.
Jangan mengelirukan penyimpan dengan "lampu sorot audio" - teknologi untuk membuat aliran suara arah, sebagai contoh kita dapat mengingati perkembangan Joseph Pompey dari Massachusetts Institute of Technology "Audio Spotlight". Sorotan audio "Sorotan Audio" memancarkan pancaran gelombang dalam rentang ultrasonik, yang, berinteraksi secara tidak linear dengan udara, meningkatkan panjangnya untuk berbunyi. Panjang pancaran projektor audio boleh mencapai 100 meter, namun, intensiti suara di dalamnya berkurang dengan cepat.
Sekiranya pada laser ada generasi kuanta cahaya - foton, maka dalam laser peranannya dimainkan oleh fonon. Tidak seperti foton, fonon adalah partikel kuas yang diperkenalkan oleh saintis Soviet Igor Tamm. Secara teknikal, fonon adalah kuantum gerakan getaran atom kristal atau kuantum tenaga yang berkaitan dengan gelombang bunyi.
"Dalam bahan kristal, atom berinteraksi secara aktif antara satu sama lain, dan sukar untuk mempertimbangkan fenomena termodinamik seperti getaran atom individu di dalamnya - sistem trilion persamaan pembezaan linear saling berkaitan diperoleh, penyelesaian analitiknya mustahil. Getaran atom-atom kristal digantikan oleh penyebaran sistem gelombang bunyi dalam zat, yang kuantanya adalah fonon. Fonon tergolong dalam bilangan boson dan dijelaskan oleh statistik Bose - Einstein. Fon dan interaksi mereka dengan elektron memainkan peranan penting dalam konsep moden fizik superkonduktor, proses konduksi haba, dan proses penyerakan dalam pepejal."
Saser pertama dikembangkan pada tahun 2009-2010. Dua kumpulan saintis mengemukakan kaedah mendapatkan sinaran laser - menggunakan laser fonon pada rongga optik dan laser fonon pada lata elektronik.
Alat pelindung resonator optik prototaip yang direka oleh ahli fizik dari California Institute of Technology (AS) menggunakan sepasang resonator optik silikon dalam bentuk tori dengan diameter luar sekitar 63 mikrometer dan diameter dalaman 12, 5 dan 8, 7 mikrometer, di mana pancaran laser dimasukkan. Dengan mengubah jarak antara resonator, adalah mungkin untuk menyesuaikan perbezaan frekuensi tahap ini sehingga sesuai dengan resonans akustik sistem, yang mengakibatkan pembentukan sinaran laser dengan frekuensi 21 megahertz. Dengan menukar jarak antara resonator, anda dapat mengubah frekuensi sinaran suara.
Para saintis dari University of Nottingham (UK) telah membuat prototaip penyimpan pada kaskade elektronik, di mana bunyi melewati superlattice yang mengandungi lapisan galium arsenida dan semikonduktor aluminium setebal beberapa atom. Fon berkumpul seperti longsoran di bawah pengaruh tenaga tambahan dan dipantulkan berkali-kali di dalam lapisan superlattice sehingga ia meninggalkan struktur dalam bentuk radiasi saser dengan frekuensi sekitar 440 gigahertz.
Saser diharapkan dapat merevolusikan mikroelektronik dan nanoteknologi, setanding dengan laser. Kemungkinan memperoleh radiasi dengan frekuensi julat terahertz akan memungkinkan untuk menggunakan saser untuk pengukuran ketepatan tinggi, memperoleh gambar tiga dimensi struktur makro, mikro dan nanostruktur, mengubah sifat optik dan elektrik semikonduktor pada tahap tinggi kepantasan.
Kebolehlaksanaan sasers dalam bidang ketenteraan. Sensor
Format persekitaran pertempuran menentukan pilihan jenis sensor yang paling berkesan dalam setiap kes. Dalam penerbangan, jenis peralatan pengintaian utama adalah stesen radar (radar), menggunakan panjang gelombang milimeter, sentimeter, desimeter dan bahkan meter (untuk radar darat). Medan perang darat memerlukan peningkatan resolusi untuk mengenal pasti sasaran yang tepat, yang hanya dapat dicapai dengan pengintaian dalam jarak optik. Sudah tentu, radar juga digunakan dalam teknologi darat, dan juga kaedah pengintaian optik digunakan dalam penerbangan, tetapi tetap, bias yang memihak kepada keutamaan penggunaan jarak gelombang tertentu, bergantung pada jenis format lingkungan pertempuran, cukup jelas.
Sifat fizikal air secara signifikan membatasi jarak penyebaran kebanyakan gelombang elektromagnetik dalam jarak optik dan radar, sementara air memberikan keadaan yang jauh lebih baik untuk laluan gelombang suara, yang menyebabkan penggunaannya untuk pengintaian dan panduan senjata kapal selam (PL) dan kapal permukaan (NK) sekiranya kapal perang melawan musuh bawah laut. Oleh itu, kompleks hidroakustik (SAC) menjadi kaedah utama pengenalan kapal selam.
SAC boleh digunakan dalam mod aktif dan pasif. Dalam mod aktif, SAC memancarkan isyarat suara yang dimodulasi, dan menerima isyarat yang dipantulkan dari kapal selam musuh. Masalahnya ialah musuh dapat mengesan isyarat dari SAC lebih jauh daripada SAC itu sendiri akan menangkap isyarat yang dipantulkan.
Dalam mod pasif, SAC "mendengar" suara yang berasal dari mekanisme kapal selam atau kapal musuh, dan mengesan dan mengklasifikasikan sasaran berdasarkan analisis mereka. Kelemahan mod pasif adalah bahawa kebisingan kapal selam terbaru selalu berkurang, dan menjadi sebanding dengan suara latar laut. Akibatnya, jarak pengesanan kapal selam musuh dikurangkan dengan ketara.
Antena SAC adalah tatasusunan susunan diskrit berbentuk kompleks, terdiri daripada beberapa ribu transduser piezoceramic atau fiber-optik yang memberikan isyarat akustik.
Secara kiasan, SAC moden dapat dibandingkan dengan radar dengan susunan antena fasa pasif (PFAR) yang digunakan dalam penerbangan ketenteraan.
Dapat diasumsikan bahwa penampilan sasers memungkinkan untuk menciptakan SAC yang menjanjikan, yang dapat dibandingkan dengan radar dengan susunan antena fasa aktif (AFAR), yang menjadi ciri khas pesawat tempur terbaru
Dalam kes ini, algoritma operasi SAC yang menjanjikan berdasarkan pemancar Saser dalam mod aktif dapat dibandingkan dengan pengoperasian radar penerbangan dengan AFAR: kemungkinan menghasilkan isyarat dengan corak arah sempit, memastikan penurunan corak pengarahan ke jammer dan self-jamming.
Mungkin, pembinaan hologram akustik tiga dimensi objek akan dapat dilaksanakan, yang dapat diubah untuk mendapatkan imej dan bahkan struktur dalaman objek yang sedang dikaji, yang sangat penting untuk pengenalpastiannya. Kemungkinan pembentukan radiasi arah akan menyukarkan musuh untuk mengesan sumber bunyi ketika SAC dalam mod aktif untuk mengesan rintangan semula jadi dan buatan ketika kapal selam bergerak di perairan cetek, mengesan ranjau laut.
Perlu difahami bahawa persekitaran akuatik akan lebih banyak mempengaruhi "pancaran suara" berbanding dengan cara atmosfera mempengaruhi radiasi laser, yang memerlukan pengembangan sistem panduan dan pembetulan laser berprestasi tinggi, dan dalam keadaan apa pun ia tidak akan berlaku. seperti "sinar laser" - perbezaan sinaran laser akan jauh lebih besar.
Kebolehlaksanaan sasers dalam bidang ketenteraan. Senjata
Walaupun laser muncul pada pertengahan abad yang lalu, penggunaannya sebagai senjata yang menyediakan pemusnahan sasaran fizikal menjadi kenyataan sekarang. Ia dapat diandaikan bahawa nasib yang sama menanti para penyerang. Sekurang-kurangnya, "meriam suara" yang serupa dengan yang digambarkan dalam permainan komputer "Command & Conquer" harus menunggu untuk waktu yang sangat lama (jika penciptaannya mungkin).
Dengan membuat analogi dengan laser, dapat diasumsikan bahawa berdasarkan sasers, di masa depan, kompleks pertahanan diri dapat dibuat, mirip konsepnya dengan sistem pertahanan udara Rusia L-370 "Vitebsk" ("President-S"), yang dirancang untuk melawan peluru berpandu yang ditujukan pada pesawat dengan kepala penghubung inframerah menggunakan stesen penekanan optik-elektronik (OECS), yang merangkumi pemancar laser yang membutakan kepala peluru berpandu.
Sebagai gantinya, sistem kapal selam pertahanan diri berdasarkan pemancar Saser dapat digunakan untuk melawan torpedo musuh dan menambang senjata dengan bimbingan akustik.
kesimpulan
Penggunaan saser sebagai alat pengintaian dan persenjataan kapal selam yang menjanjikan kemungkinan besar paling tidak jangka panjang, atau bahkan prospek yang jauh. Walaupun begitu, asas perspektif ini perlu dibentuk sekarang, mewujudkan landasan bagi pemaju peralatan ketenteraan yang menjanjikan pada masa depan.
Pada abad ke-20, laser telah menjadi bagian tak terpisahkan dari sistem pengintaian dan penentuan sasaran moden. Pada pergantian abad ke-20 dan ke-21, seorang pejuang tanpa radar AFAR tidak lagi dapat dianggap sebagai kemajuan kemajuan teknologi dan akan lebih rendah daripada pesaingnya dengan radar AFAR.
Pada dekad berikutnya, laser tempur secara radikal akan mengubah wajah medan perang di darat, air dan udara. Ada kemungkinan bahawa sasers tidak akan memiliki pengaruh yang lebih sedikit terhadap penampilan medan perang bawah laut pada pertengahan dan akhir abad ke-21.
