第四百九十八章 CSi納米晶體

　　在文昌發射場和王院士等人討論了半天，黃修遠將替身機器人放在專門的護送車隊中，人則退出虛擬系統。

　　汕美總部的第一科研區內。

　　他來到了155研究所的06實驗室。

　　最近一段時間，黃修遠一直在該實驗室工作，這個實驗室的研究項目是激光晶體，即固體激光。

　　國內在固體激光的研發中，其實是處于相對領先的地位，由陳創天院士研發的KBBF（氟代硼鈹酸鉀）晶體，是國內長期嚴控出口的特殊材料。

　　KBBF晶體是一種非線性光學晶體材料，可以將其他光波轉變為深紫外光，在電子顯微鏡和光刻機上面，都有重要應用。

　　而黃修遠，則打算研發一種未來非常重要的激光晶體——CSi納米晶體，同樣是國內一位未來的院士研發的，這種晶體是一種類似于KBBF晶體的材料，但兩者又有一些區別。

　　KBBF專門用于激發167納米波段的深紫外光，而CSi納米晶體是專門用于激發遠紅外光的。

　　在激光武器上，通常不用可見光和短波，而多使用長波中的遠紅外光。

　　CSi納米晶體就是專門為激光武器而生的，從CSi納米晶體的名字上，就可以知道它的原材料，就是碳和硅，工藝則是納米工藝。

　　從金納米棒的近紅外光高共振效應，就可以知道，同樣的物質，金單質的無定形態和特殊納米態，其對特定光波的共振效應，是有天壤之別的。

　　同樣，普通的碳晶體、硅晶體，并不是一種優質的激光材料。

　　但通過納米工藝的調整，黃修遠重新排列了碳和硅的納米結構，形成兩種特殊的納米結構。

　　一種是碳24分子，由上下兩個12邊型疊加完成，然后這種碳24分子，通過特殊工藝進行組合，形成一張碳分子薄膜。

　　另一種是將硅形成一個個三角形硅分子，這些三角硅必須具備一個特性，即三角形的三個內角，角度必須是27、54、99。

　　然后將三角硅填充到碳薄膜中，不斷疊加碳薄膜厚度，直到薄膜厚度疊加到17毫米后，就可以作為固體激光的激發晶體使用。

　　為什么黃修遠非常重視這種晶體，原因是因為這種晶體，不僅僅可以激發遠紅外光，CSi納米晶體還有另一個優點，那就是電光轉換效率極高，達到了驚人的96.8。

　　目前全球各地，在激光領域的研發中，各種類型的激光器電光轉變效率，是參差不齊的，從1到80之間都有。

　　比如光纖激光器，摻鐿半導體泵浦光纖激光器（泵浦波長980nm），比摻釹YAG二極管泵浦激光器（泵浦波長808nm）的量子虧損（即泵浦能量和發生能量之差）低。

　　光纖激光器的電光轉換效率，通常為70～80；泵浦YAG僅約為4；半導體泵浦YAG和盤形激光器，則約為40左右；二氧化碳氣體激光器的光電轉換效率也僅為10左右。

　　目前的激光武器，在遠距離激光武器上，大多數以二氧化碳激光器為主，那10左右的光電轉換效率，就知道這種激光器的缺點了。

　　發射出去1千瓦的激光，就有9千瓦電能變成廢熱和線路損耗，而被浪費掉。

　　這不僅僅浪費了電能，也加大了供電難度，同時導致激光器功率難以提升。

　　CSi納米晶體，其實就是固體激光器中的光纖激光器。

　　光纖激光器之所以有如此高的電光轉換效率，那是由于激光始終被包含在光纖晶體內，因而激光腔內，不會存在其它導致激光損失的因素。

　　以前光纖激光器很難做成大型的，最多就是激光筆大小。

　　而CSi納米晶體改變了這一個缺陷，可以制造得非常巨大，而且可以通過擴大面積，和加大CSi納米晶體的厚度，實現輸出功率的提升，提高激光的凝聚度。

　　黃修遠眼前的實驗臺上，就陳列著一塊圓柱體的CSi納米晶體，半徑為5厘米，長度則為10分米。

　　幾個實驗助手小心翼翼的拿著晶體，將這塊晶體安裝在提前準備好的激光器中。

　　激光器的其他供電線路，則采用了最近研發出來的零點超導體，在冷卻系統將溫度冷卻到負五攝氏度后。

　　黃修遠吩咐道：“準備啟動激光器測試。”

　　“明白。”

　　實驗室一側的墻壁緩緩打開，露出一個測試場。

　　在研究員的操作下，測試場中升起一塊靶子，上面標注：100m。

　　當研究員按下激光器的發射按鈕時，三米多長的激光器中，一道無形無色的遠紅外光，直接命中靶子中心位置。

　　不到0.2秒，厚度0.5厘米的鐵板靶子上，就出現一個拳頭大小的燒熔洞口。

　　黃修遠冷靜的吩咐道：“更換靶材。”

　　“是。”

　　研究員也更換了一塊木板靶子，又瞬間被激光穿透。

　　接下來他們嘗試了玻璃、塑料、陶瓷、反光材料、復合材料之類，激光器通過調頻，還是一一穿透了這些靶子。

　　然后是距離測試，測試出最遠可以測試350米，這個距離對于遠紅外光激光器而言，簡直是手到擒來。

　　黃修遠估算了一下，按照目前的測試數據，這一款激光器在大氣層內，應該可以實現500公里左右的快速擊毀，至于具體射擊距離，還需要進一步測試。

　　距離太遠會出現散射，威力會逐漸下降。

　　當黃修遠看中CSi納米晶體的高轉換效率，配合零點超導體后，整體能量利用率會非常高。

　　如果用二氧化碳激光器的電能，給CSi納米晶體激光器供能，可以產生10倍左右的激光輸出。

　　這種CSi納米晶體的出現，在某種程度上，讓激光器從科幻走進現實。

　　在大氣層內部，還有體現不出全部優勢，但是進入外太空，CSi納米晶體激光器的高轉換效率，就會發揮出最大的效果。

　　不僅僅可以應用在激光武器上，也可以用在航天器散熱、離子發動機上。

　　超高的電光轉換效率，可以將一部分廢熱轉變成電能，然后再通過激光器發射出去，解決航天器低效的輻射散熱問題。

　　航天器散熱問題，也是激光器應用在外太空的難題。

　　如果用老式的二氧化碳激光器，90的電能最后變成了廢熱，然后不斷積累在航天器內部，導致航天器熱過載，而出現嚴重問題，甚至可能直接導致航天器報廢。

　　而高效的CSi納米晶體，如果再加上溫差發電系統，基本可以減少98的激光廢熱，讓激光器裝備上外太空，成為可能。

　　同樣，在離子發動機上，這種激光器中的相關技術，其實也是可以應用。

　　或者直接采用激光光帆推進器，也可以實現高比沖，讓航天器在天空中不斷加速。

　　CSi納米晶體，就是這樣一種多面手材料。