golos_dobra (golos_dobra) wrote,
golos_dobra
golos_dobra

Часть Шестая: частичный ликбез

Прочитавшие "лазерную одиссею" меймана уже хорошо подготовлены к развитию сюжета.
Для прочих краткое содержание истории развития лазеров.

Итак после открытия этого ящика Пандоры благодаря удивительной удаче - гораздо
выше, чем выиграть миллиард в лотерею, с начала шестидесятых началась резвая гонка
за освоением оптического лазерного диапазона. Изначально, гораздо лучшая позиция была у штатов,
просто потому что было несколько компаний, способных выращивать лазерные кристаллы
нужного качества, что далеко не простой процесс, требующий истинного хайтека.
Кроме того, само собой, весь комплекс измерительной аппаратуры, от фотодетекторов до
электронной обработки данных и управления процессом роста был намного лучше развит в штатах.

СССР был в положении догоняющей стороны вплоть до начала восьмидесятых, когда уровень в целом
всей необходимой инфраструктуры вышел и даже превзошел американский, особенно в критически
важной части собственно технологии роста кристаллов высокого качества.

Несмотря на то, что к началу восьмидесятых было известно уже несколько сотен лазерных кристаллов, в
практике, собственно в лазерной промышленности, доминировали буквально два-три соединения, в
первую очередь иттрий-алюминиевый гранат с неодимом под ламповую еще тогда накачку с длиной
волны излучения 1.064 мкм. В ИРЭ-Полюс технология производства этих кристаллов была
доведена до абсолютного совершенства - иридиевые тигли там были не детских размеров,
ростовые установки работали батареями неделями напролет,
кроме того были некоторые ноу-хау, позволявшие получать в готовых изделиях
мощности, недостижимые более ни кем.

Стандартная нелинейная оптика с ниобатом лития позволяла легко получать вторую гармонику
зеленого цвета, что было более чем достаточно для задач лазерной дальномерии и других потребностей.

Однако главное достоинство лазеров - когерентность излучения одновременно было и их ахиллесовой
пятой. Для доминирования в оптическом диапазоне требовалось покрыть ВСЕ возможные длины волн.

Объясню популярно почему на примере проблемы связи с подлодками, кроме этого есть
масса прочих приложений, от медицины до прикладной науки, которые требовали расширения
спектрального диапазона излучения лазера.

Связь с подлодками была и остается сложнейшей проблемой, критической для всей
системы ядерного сдерживания в мире. Радиоволны не годятся категорически, гидрофония всякая
означает привязку либо к хорошо заметному бую, либо надо таскать за собой огромные подводные
конструкции - подлодка замеченная есть мертвая подлодка. Вся сила подлодки в ее скрытности,
а стоит подняться на поверхность, да еще начать передавать морзянку, все - пиши пропало.
Кроме того, знающим элементарную физику с теорией информации предельно понятно что скорость
передачи на сверхдлинных волнах, которые теоретически могут проникать на некоторую глубину,
будет просто никакой, не успеешь буквально сказать "буэ", как сигнал будет задетектирован
и подлодка уничтожена. Ну и системы, работающие на сверхдлинных радиоволнах,
совершенно гигантских размеров, и сигнал в принципе может быть легко перехвачен противником.

Поэтому буквально с первых лет после открытия лазеров тема лазерной связи с подлодками
везде стала приоритетной, но сразу оказалось, что сделать это будет весьма непросто.

Проклятие тут простое, вода относительно прозрачна в сине-зеленом спектре, но куда
вы собственно будете посылать ваш сине-зеленый сигнал?

Один вариант, чтобы низко-низко летал над подлодкой самолет, цепляющий сигнал.
Проблемы очевидны, это все равно что по галдящим чайкам найти стаю рыбы.

С другой стороны земная атмосфера плохо прозрачна в сине-зеленом диапазоне,
но в ней есть хорошо определенные окна прозрачности в инфракрасном диапазоне.

Поэтому сейчас, в конце концов, в подлодках ставят выдвижную электрооптическую
мачту, которую поднимают находясь неглубоко под водой, и уже на мачте стоит
инфракрасный лазер, который связывается со спутником, а спутник спокойно
покрывает значительную часть мирового океана и по его местоположению
определить где находится подлодка, с которой он связывается, просто невозможно.
Скорость же передачи информации оптическая, т.е. наивысшая из пока освоенной
человечеством, и засечь подлодку на малой глубине за требуемое время
передачи невозможно.

Технически, в общем, все выходит просто, остается главная закавыка -
попасть частотой излучения лазера в требуемый строго определенный диапазон.

И вот тут у всех стран мира возникла масса неразрешимых проблем, связанных
с фундаментальными проблемами физики. Аналогичные неразрешимые проблемы
возникли также и в других, крайне важных областях, включая
лазерное разделение изотопов, тоже требующих строго
определенной частоты, с нужными свойствами лазерного пучка,
получить которые оказалось далеко не тривиально.
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 4 comments