俄科學家開發出等離子波導發送微波信號方法

俄列別捷夫物理研究所（FIAN）開發出了用等離子波導傳輸微波信號的新方法。該所物理研究人員在實驗中發現，強大的超短激光脈沖中有絲狀等離子痕跡，據此專家表示，可以創建擴展等離子波導。這些細絲的形成，是因為高強度輻射自聚焦和氣體的電離。當使用環切激光束時，成絲效果能讓創建一個空心圓柱形等離子波導。

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

    俄列別捷夫物理研究所主任研究員、新研究項目負責人弗拉基米爾·茨沃雷京對阿斯卡利揚方案的解讀說：“完全內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。在等離子波導中，中心的非離子化空氣的折射指標要比周圍等離子的高。這里也有極角，極角下微波不出波導，通過等離子壁反射，當然在等離子中還是有一定微波輻射被吸收損失。”。

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

    理論計算表明，傳輸距離可提高到數公里，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度。我們選擇了減少脈沖持續時間。”。科學家計劃使用小于10ns的超短紫外脈沖，氟化氪激光器產生如此脈沖沒有任何問題。
    這種微波波導的使用可以明顯提高雷達設備的精度和范圍。在大氣中設立一個長導等離子通道，還可以用作有效防雷系統。