科學家研發超級雷射,星際大戰的死星武器有望成真?

有看過《星際大戰》(Star Wars)系列的老影迷,相信都會對銀河帝國軍所建造出的死星(Death Star),用超級雷射一砲轟爆整顆星球的畫面印象深刻。而如今在相關領域研究上,澳洲麥考瑞大學(Macquarie University)的研究團隊已經開發出透過鑽石讓雷射功率倍增的方法,亦即超級雷射或許將不再只會出現於科幻電影當中。

(圖片來源:Macquarie University

該團隊將研究成果發表在《雷射與光子學評論》(Laser and Photonics Reviews)中,闡述如何將多個雷射光的功率轉換成單一輸出的強大光束,直接瞄向指定的目標。這不禁讓人聯想到死星同樣也是先由多個較細的雷射匯聚起來,再形成一道巨大的雷射光來摧毀敵人。這個新的雷射技術能應用在現實世界中的高風險領域,尤其在國土防禦方面。研究的共同作者 Rich Mildren 副教授表示:「為了防止低成本無人機數量以及導彈技術不斷提升帶來的安全威脅、幫助太空載具供電,以及處理日益增多的太空垃圾,團隊正在開發高功率雷射來因應這些情況。」

高功率光束形成的關鍵,在於將超純的鑽石置於匯聚點,利用晶體的相容效應(co-operative effect),讓各個光束能夠在鑽石中聚合成強大的光束,以傳遞其功率,並導引指向特定目標,同時避免每個單一雷射失真的問題。而定向的能量光束也必須維持固定波長,因為這對於能否完整穿透大氣層至關重要,還能減少對光束附近的人類和動物眼睛造成危害。

過去若要提升雷射功率,往往會面臨快速過熱的難關。因此,將多個雷射聚合而成光束,是提升功率極限最有效的辦法之一。雖然其他材料也能進行光束聚合,但由於鑽石核心的功率傳遞效應「拉曼散射」(Raman scattering)特別強,若要輸出高功率的話,還是鑽石最適合。更重要的是,鑽石能夠快速排放餘熱,解決過熱問題,這也是為何現在全球各地實驗室也都以鑽石進行相關研究的關係。

The Star Wars ‘superlaser’ may no longer be sci-fi

(本文經科技新報授權轉載「科學家研發超級雷射,星際大戰的死星武器有望成真?」)

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