Китайски учени представиха лазерно оръжие от ново поколение, което вече привлече вниманието на специалистите в областта на отбранителните технологии и промишленото производство. Става въпрос за преносим влакнест лазер с мощност 2 киловата, способен да работи стабилно в най-суровите климатични условия – от мразовитите арктически студове до горещината на пустините.

Разработеното устройство може да работи при температури от -50 до +50 градуса по Целзий, без да използва обемисти системи за охлаждане или отопление.

Този резултат е особено впечатляващ, като се има предвид, че по-голямата част от лазерите с подобна мощност изискват сложна инфраструктура за поддържане на стабилен температурен режим. Това обикновено означава масивни климатици или промишлени охладители, които могат да заемат цял транспортен контейнер.

Според публикация в научното списание Higher Power Laser and Particle Beams, новата технология е разработена с участието на специалисти от Националния университет по отбранителни технологии на Китай. Именно тази структура е координирала целия процес на създаване на лазерния комплекс. Чен Дзинбао, вицепрезидент на университета нарича постигнатия резултат технологичен пробив в областта на влакнестите лазери, работещи в широк температурен диапазон.

Основата на успеха е набор от инженерни решения, които намаляват топлинното натоварване в системата. Един от ключовите елементи е принципно нов дизайн на изпомпващия лазер, който значително намалява количеството излишна топлина, генерирана по време на работа.

Изпомпващите лазери действат като своеобразна енергийна помпа, която пренася енергия към лазерното влакно. В този проект е използвана интелигентна система за разпределение на светлината, включваща 9 диода, които насочват светлината напред и други 18 в обратна посока. Тази схема осигурява по-равномерно разпределение на енергията и стабилизира системата дори при значителни колебания в температурата на околната среда.

Конструкцията на лазерния резонатор заслужава специално внимание. За да се избегне прегряването на критичните компоненти, инженерите преместват най-чувствителните към температурата елементи извън основната лазерна кухина. Тази стъпка позволила да се сведе до минимум влиянието на екстремните температури върху стабилността на излъчването.

Освен това специалистите обърнаха внимание на контрола на паразитните режими. Тези нежелани пътища на разпространение на светлината могат не само да намалят ефективността на инсталацията, но и да причинят дефокусиране или загуба на мощност на лазерния лъч. Решението беше строго да се ограничи диаметърът на активното влакно до 8 сантиметра, като по този начин надеждно се потискат подобни странични ефекти.

Ключовият елемент на конструкцията е сърцевината на влакното, легирана с итрий – редкоземен метал, широко разпространен в Китай. Именно итрият осигурява високата термична стабилност на материала и позволява на лазера да запази ефективността си дори при екстремни температури.

Итрият не само стабилизира структурата на лазерното влакно, но и осигурява висока ефективност на преобразуване на енергията в лазерен лъч. В този проект ефективността достигна 71%, което е изключителен резултат за лазерна система от този клас.

В резултат на всички тези инженерни решения китайските учени успяват да създадат компактен лазер, който при температура 20 градуса по Целзий демонстрира пикова мощност от 2,47 киловата и произвежда лъч с почти перфектно качество. Това е достатъчно за ефективно поразяване на въздушни цели, като например дронове, както и за рязане или изгаряне на различни материали на разстояние над един километър.

В сравнение със своите аналози разработката се характеризира с висока мобилност. Докато западните системи като френската HELMA-P или индийската IDDIS изискват тежки камиони с оборудване за климатичен контрол за транспортиране и експлоатация, китайският лазер се побира в куфар. Тази компактност го прави привлекателен за използване в мобилни комплекси, на безпилотни летателни апарати и, разбира се, за оборудване на армейски части.

Сферата на приложение на новия лазер обаче не се ограничава единствено до военни задачи. Високопрецизните лазери са търсени и в промишлеността, например за рязане и заваряване на материали, където стабилната работа при всякакви метеорологични условия е от решаващо значение. Важно е да се отбележи и стратегическото предимство, свързано с ресурсната база. Китай контролира значителна част от световните запаси от итрий, което дава на страната допълнителни възможности за разработване и мащабиране на такива технологии.

Разработчиците вече правят планове за по-нататъшно усъвършенстване на лазерния комплекс. Следващата стъпка ще бъде увеличаване на мощността, разширяване на температурния диапазон на работа и по-нататъшно опростяване на конструкцията, за да стане системата още по-компактна и подходяща за работа в тежки условия.