最近,美國陸軍(jun) 研究實驗室計算與(yu) 信息科學理事會(hui) (CISD)的智能光學團隊及其合作夥(huo) 伴開發、設計、演示並交付了世界上首個(ge) 已知可工作的自適應相位光纖激光相幹陣列係統,這將使士兵在戰場上使用的定向能武器和激光通信係統更加有效。
這一智能光學團隊的主要成員包括:電子工程師劉江博士、物理學家Leonid Beresnev博士,以及電子技術專(zhuan) 家Gary Carhart,他們(men) 均來自CISD的大氣遙感分會(hui) 。
美國陸軍(jun) 研究實驗室(ARL)、國防先期研究計劃局(DARPA)、麻省理工學院林肯實驗室,以及各種學術合作夥(huo) 伴間的合作協議,促進了自適應相位光纖激光相幹陣列係統的發展。
最近,對於(yu) DARPA在21元光學相控陣係統開發項目中所取得的成功而言,ARL的努力非常重要。在該項目中,ARL開發並提供了低功率和高功率光纖子孔徑,以及包括控製電子和操作軟件在內(nei) 的其他關(guan) 鍵部件。
此次自適應相位光纖激光相幹陣列係統的演示是DARPA“神劍”項目的一部分,該項目的總體(ti) 目標是發展光相控陣相幹技術,以推動可擴展的激光武器的發展。
光纖激光陣列係統已曆經十多年的研究與(yu) 試驗,包括用於(yu) 多通道(7~19)光纖激光子孔徑陣列的相位鎖定和光束合成功能。ARL正在申請該係統和該係統相關(guan) 的專(zhuan) 利。
結合相位鎖定和補償(chang) 機製,諸如係統振動和大氣湍流等物理幹擾將不會(hui) 影響激光束的運行。
光纖激光陣列係統使用多激光束尾部的內(nei) 部幹擾反饋,以替代常規的置於(yu) 激光束輸出通道的分束器傳(chuan) 感器,這使得係統提供的總能量與(yu) 單片單孔徑激光相同,但在合成光束的中心其能量密度卻高出多倍。
這種體(ti) 係結構可使係統在尺寸、重量和成本方麵比現有激光武器係統顯著降低多倍,同時還能夠提供相同的功率。
將名為(wei) “隨機並行梯度下降”的創新型高速控製算法用於(yu) 控製光束和想幹相位、補償(chang) 大氣湍流,以及最大化激光輻照度。ARL也正在為(wei) 此申請專(zhuan) 利。
該係統將為(wei) 戰場上的士兵帶來巨大好處。
該係統架構還將使激光武器係統更加有效、更具殺傷(shang) 力,更加機動化和易部署,因此,美國陸軍(jun) 可將其作為(wei) 一種定向能激光武器係統而廣泛應用於(yu) 包括地麵和空中在內(nei) 的所有平台。
此外,該陣列的輸出光束還可被用作為(wei) 一種對抗係統,對敵方的導彈和偵(zhen) 察等傳(chuan) 入威脅實施快速與(yu) 精確的破壞。
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