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計量論壇

標(biāo)題: 俄科學(xué)家開發(fā)出等離子波導(dǎo)發(fā)送微波信號方法 [打印本頁]

作者: 兌水 時間: 2011-7-28 09:55
標(biāo)題: 俄科學(xué)家開發(fā)出等離子波導(dǎo)發(fā)送微波信號方法
俄列別捷夫物理研究所（FIAN）開發(fā)出了用等離子波導(dǎo)傳輸微波信號的新方法。該所物理研究人員在實(shí)驗中發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)大的超短激光脈沖中有絲狀等離子痕跡，據(jù)此專家表示，可以創(chuàng)建擴(kuò)展等離子波導(dǎo)。這些細(xì)絲的形成，是因為高強(qiáng)度輻射自聚焦和氣體的電離。當(dāng)使用環(huán)切激光束時，成絲效果能讓創(chuàng)建一個空心圓柱形等離子波導(dǎo)。

如果波導(dǎo)直徑同傳輸?shù)奈⒉úㄩL相等，則等離子通道將類似于傳統(tǒng)的金屬波導(dǎo)。遺憾的是，等離子的傳導(dǎo)性不如金屬壁，微波在等離子通道中“跑”不了幾米遠(yuǎn)就會消失。早在上世紀(jì)60年代，俄列別捷夫物理研究所研究員古爾根·阿斯卡利揚(yáng)就提出了解決問題的思想，他建議采用紫外激光創(chuàng)建波導(dǎo)，微波輻射通過入射角在等離子壁上反射傳輸，只可惜當(dāng)時沒有紫外激光。

俄列別捷夫物理研究所主任研究員、新研究項目負(fù)責(zé)人弗拉基米爾·茨沃雷京對阿斯卡利揚(yáng)方案的解讀說：“完全內(nèi)反射的效果是可行的，比如：在光纖中激光脈沖能毫無損失地傳輸幾十公里乃至幾百公里，這是因為光纖的外部折射率比其中心折射率低。在等離子波導(dǎo)中，中心的非離子化空氣的折射指標(biāo)要比周圍等離子的高。這里也有極角，極角下微波不出波導(dǎo)，通過等離子壁反射，當(dāng)然在等離子中還是有一定微波輻射被吸收損失。”。

在茨沃雷京團(tuán)隊實(shí)驗室里，一臺大功率氟化氪激光器及其光學(xué)系統(tǒng)能產(chǎn)生紫外線光束，在248nm波長上的脈沖時間為100ns，輻射能量約為100J。在這種波導(dǎo)中，8.5mm波長的微波輻射能傳輸幾十米遠(yuǎn)的距離。

理論計算表明，傳輸距離可提高到數(shù)公里，但需要一定電子密度做支撐，超過1012-1013cm-3；需要保證波導(dǎo)的直徑，至少比微波輻射的波長高10倍。

俄列別捷夫物理研究所助理研究員阿列克謝·列夫琴科解釋說：“為了獲得更大的電子密度，需要增加激光輻射的強(qiáng)度。我們選擇了減少脈沖持續(xù)時間。”。科學(xué)家計劃使用小于10ns的超短紫外脈沖，氟化氪激光器產(chǎn)生如此脈沖沒有任何問題。
這種微波波導(dǎo)的使用可以明顯提高雷達(dá)設(shè)備的精度和范圍。在大氣中設(shè)立一個長導(dǎo)等離子通道，還可以用作有效防雷系統(tǒng)。

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