據外媒2014年4月2日報道，美國亞(ya) 利桑那大學和中央佛羅裏達大學的光學科學家已經發展了一種技術，能夠發送高強度激光束，通過大氣層比當前可能到達的距離更遠。研究仍處於(yu) 實驗室階段，但終有一天能夠引電放電，例如使閃電遠離建築物。

　　當今，基於(yu) 現代技術產(chan) 生的高強度激光沒有幾英寸距離就消失了，如果聚焦好的話也隻能達到幾英尺，這是由於(yu) 衍射——當棍子插入水中時看起來是“彎曲的”作用相同。這使得它們(men) 的應用距離太短，不能用於(yu) 轉移閃電。突破來自在高強度主激光束中嵌入低強度次激光束。當主激光穿過空氣時，次激光——稱作套裝光束(dress beam)——以其能量為(wei) 主激光補充能量，並支撐其投向比以前能夠達到的更遠的地方。研究者的成果已發表在2014年3月23日出版的《自然》雜誌光學版(Nature Photonics)上。

　　領導實驗工作並發表成果的亞(ya) 利桑那大學光學科學學院的助理教授Maik Scheller說：“想象一下兩(liang) 架飛機一同飛行，一架小型戰鬥機由一架大型加油機伴飛。就如同在飛行中加油機為(wei) 戰鬥機空中加油，從(cong) 而極大的擴展了戰鬥機的航程一樣，我們(men) 的高強度主激光脈衝(chong) 由次激光脈衝(chong) 相伴—— 套裝 光束——提供定常能量補給來補償(chang) 主激光束的能量損耗，使其從(cong) 發光處起傳(chuan) 播到更遠的地方。”

　　美國國防部準予投入750萬(wan) 美元的經費給予亞(ya) 利桑那大學數學和光學科學教授Jerome Moloney所領導的研究團隊，支持這項新技術的發展5年之久。Moloney領頭進行多學科、多機構研究，努力探究極短激光脈衝(chong) ，專(zhuan) 注在大氣層中它們(men) 的影響和改進使它們(men) 傳(chuan) 播到數千米的方法。Moloney表示，隨著對脈衝(chong) 了解的不斷完善，將創造出全新等級強健激光束的根基，在克服大氣湍流、雲(yun) 中水滴、薄霧和雨水所造成的散射方麵更為(wei) 有效。這種光束能夠用於(yu) 超遠距離探測係統上。不同於(yu) 常規的激光，此研究中的激光爆發把極高的能量放入到非常之短的、以飛秒(百萬(wan) 分之一秒的十億(yi) 分之一)計的時間間隔中。

　　Scheller說：“通常，如果你發出激光到空氣中，它受限於(yu) 線性衍射。但如果能量足夠高，並濃縮聚集到幾個(ge) 飛秒中，創造出極高強度的光爆發，由於(yu) 自聚焦而以不同的方式通過空氣傳(chuan) 播。難題是這樣也會(hui) 造成空氣的離子化，產(chan) 生等離子體(ti) ，如此一來激光就會(hui) 損失能量”。換句話說，就好比飛機耗盡燃油。絲(si) 狀光束走不了多遠是因為(wei) 能量損失，最終導致激光的消散。在Scheller的研究中使用了套裝光束克服了這個(ge) 限製。“我們(men) 使用了兩(liang) 種不同性質的光束：一種是高強度產(chan) 生絲(si) 狀光束的經聚焦的中央光束。另一個(ge) 是圍繞它的是一種遠程幾乎為(wei) 定常強度的光束。結果是套裝光束以近乎線性的方式傳(chuan) 播。”

　　類似於(yu) 消噪耳機的原理，主激光束的能量損失和來自套裝光束的能量補給抵消掉了相互間的出入。在實驗室中，研究人員能夠成十倍的擴展絲(si) 狀光束激光行程——從(cong) 10英寸(254毫米)達到7英尺(2134毫米)。在中央佛羅裏達大學，Matthew Mills進行了模擬，顯示成比例放大新的激光技術於(yu) 大氣層，激光絲(si) 狀光束的行程能夠達到50米(165英尺)或更多。當絲(si) 狀光束在空氣中穿行時，它們(men) 在其激發下留出一個(ge) 等離子(脫去電子的離子化分子)通道。這種等離子通道能夠用作具有最小電阻的線路，吸引和引導閃電的突然放電(霹靂)。最終這項技術能夠在雷暴期間用於(yu) 控製閃電的突然放電，讓它們(men) 遠離建築物。