China a produs cel mai mare cristal destinat armelor laser de mare putere, iar Statele Unite au rămas la nivelul tehnologic din 1997

Adaugă ca sursă preferată pe Google

Cristalul sintetic, cu un diametru de 60 de milimetri (2,3 inci), transformă eficient laserele cu infraroșu de undă scurtă în raze de infraroșu de undă medie și lungă, capabile să penetreze straturile atmosferice pentru transmisia pe distanțe lungi, arată South China Morning Post.

Un aspect crucial este faptul că acesta poate rezista la o putere laser de până la 550 de megawați pe centimetru pătrat, depășind cu un ordin de mărime pragul de deteriorare al cristalelor de calitate militară existente.

Tehnica revoluționară ce ar putea salva gheața arctică a trecut primul test. De ce cercetătorii privesc rezultatele cu prudență

Canicula schimbă modul în care dormim și poate afecta sănătatea mai mult decât ne imaginăm

Convertorul de frecvență laser rezultat, cu dimensiunile de 10×10×50 mm (0,4×0,4×2 inci), eclipsează optica convențională, limitată de obicei la componente minuscule și subțiri.

„Acesta reprezintă cel mai mare specimen raportat la nivel global până în prezent”, a scris echipa de cercetare condusă de profesorul Wu Haixin într-un articol evaluat de colegi, publicat în iunie de revista în limba chineză Journal of Synthetic Crystals.

Limitările de până acum: autodistrugerea

De zeci de ani, fenomenul de autodistrugere a armelor cu laser le-a limitat puterea și raza de acțiune. Testul cu laserul în infraroșu mediu MIRACL, efectuat de Marina SUA în 1997, care a topit accidental propriile componente în timp ce țintea un satelit, a scos în evidență această provocare.

Cristalul BGSe a fost descoperit de oamenii de știință chinezi în 2010 și a uimit lumea prin performanțele sale fără precedent. Producătorii occidentali din domeniul apărării s-au grăbit să îl reproducă, dar s-au confruntat cu dificultăți în ceea ce privește scalabilitatea.

Tehnicile laborioase de obținere a cristalelor

Procesul de fabricație necesită o execuție aproape impecabilă, potrivit lui Wu Haixin și colegilor săi de la Institutele de Științe Fizice din Hefei, aparținând Academiei Chineze de Științe.

În etapa de pregătire, bariu, galiu și seleniu ultra pur sunt sigilate sub vid în tuburi de cuarț, într-un proces cunoscut sub numele de rafinare zonală.

Tuburile sunt încălzite la 1.020 °C (1.868 °F) într-un cuptor cu două zone, formând o regiune topită. Apoi, timp de o lună, cristalele cresc pe măsură ce tuburile sunt deplasate spre zone mai reci.

Cristalele formate sunt menținute la 500 °C (932 °F) timp de câteva zile, apoi răcite lent, cu 5 °C pe oră, pentru eliminarea defectelor.

Tehnicile de lustruire sunt esențiale: ferăstraiele cu diamant taie cristalele pe planurile de clivaj, iar pasta de oxid de ceriu conferă suprafețelor o netezime de tip oglindă.

Printre concluziile principale se numără excluderea totală a oxigenului și a umidității, controlul ultraprecis al temperaturii și recoacerea, un tratament termic menit să elimine defectele și să asigure integritatea cristalului la scară fără precedent.

Acest progres tehnologic coincide cu accelerarea programului chinez de arme cu energie dirijată, determinat de preocupări legate de rolul militar al Starlink în Ucraina și de dominația spațială. Recent au fost raportate progrese și în alte domenii, precum sursele de energie și controlul termic.

Dincolo de utilizările militare, cristalele ar putea fi folosite și în medicină, pentru diagnosticare avansată, precum și în sisteme infraroșu hipersensibile pentru urmărirea rachetelor și identificarea aeronavelor, potrivit articolului.

Aceste cristale de dimensiuni foarte mari erau „intacte din punct de vedere structural, fără fisuri și optice transparente”, iar testele sugerează o performanță superioară, a declarat echipa lui Wu.

Acestea au fost deja utilizate în mai multe programe de cercetare și dezvoltare de ultimă generație încă din 2020, au adăugat cercetătorii.

Ce este laserul ZEUS

Cristalele utilizate în sistemele laser care nu sunt destinate armamentului pot fi mult mai mari. De exemplu, laserul ZEUS (sistem laser cu impulsuri ultrascurte de putere echivalentă cu zettawatti) de la Universitatea din Michigan folosește un cristal de safir dopat cu titan pentru amplificarea impulsului laser.

Cristalul ZEUS, cu un diametru de aproape 18 cm (șapte inci), a avut nevoie de patru ani și jumătate pentru a fi fabricat.