第497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雷射晶體，即固體雷射。

  國內在固體雷射的研發中，其實是處於相對領先的地位，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雷射晶體——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於KBBF晶體的材料，但兩者又有一些區別。

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

  在雷射武器上，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雷射武器而生的，從CSi納米晶體的名字上，就可以知道它的原材料，就是碳和矽，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、矽晶體，並不是一種優質的雷射材料。

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

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

  另一種是將矽形成一個個三角形矽分子，這些三角矽必須具備一個特性，即三角形的三個內角，角度必須是27、54、99。

  然後將三角矽填充到碳薄膜中，不斷迭加碳薄膜厚度，直到薄膜厚度迭加到17毫米後，就可以作為固體雷射的激發晶體使用。

  為什麼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，在雷射領域的研發中，各種類型的雷射器電光轉變效率，是參差不齊的，從1%到80%之間都有。

  比如光纖雷射器，摻鐿半導體泵浦光纖雷射器（泵浦波長980 nm），比摻釹YAG二極體泵浦雷射器（泵浦波長808 nm）的量子虧損（即泵浦能量和發生能量之差）低。

  光纖雷射器的電光轉換效率，通常為70%～80%；泵浦YAG僅約為4%；半導體泵浦YAG和盤形雷射器，則約為40%左右；二氧化碳氣體雷射器的光電轉換效率也僅為10%左右。

  目前的雷射武器，在遠距離雷射武器上，大多數以二氧化碳雷射器為主，那10%左右的光電轉換效率，就知道這種雷射器的缺點了。

  發射出去1千瓦的雷射，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，同時導致雷射器功率難以提升。

  CSi納米晶體，其實就是固體雷射器中的光纖雷射器。

  光纖雷射器之所以有如此高的電光轉換效率，那是由於雷射始終被包含在光纖晶體內，因而雷射腔內，不會存在其它導致雷射損失的因素。

  以前光纖雷射器很難做成大型的，最多就是雷射筆大小。

  而CSi納米晶體改變了這一個缺陷，可以製造得非常巨大，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，提高雷射的凝聚度。

  黃修遠眼前的實驗台上，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雷射器中。

  雷射器的其他供電線路，則採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後。

  黃修遠吩咐道：「準備啟動雷射器測試。」

  「明白。」

  實驗室一側的牆壁緩緩打開，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，上面標註：100m。

  當研究員按下雷射器的發射按鈕時，三米多長的雷射器中，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，又瞬間被雷射穿透。

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

  然後是距離測試，測試出最遠可以測試350米，這個距離對於遠紅外光雷射器而言，簡直是手到擒來。

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

  距離太遠會出現散射，威力會逐漸下降。

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

  如果用二氧化碳雷射器的電能，給CSi納米晶體雷射器供能，可以產生10倍左右的雷射輸出。

  這種CSi納米晶體的出現，在某種程度上，讓雷射器從科幻走進現實。

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

  不僅僅可以應用在雷射武器上，也可以用在太空飛行器散熱、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，然後再通過雷射器發射出去，解決太空飛行器低效的輻射散熱問題。

  太空飛行器散熱問題，也是雷射器應用在外太空的難題。

  如果用老式的二氧化碳雷射器，90%的電能最後變成了廢熱，然後不斷積累在太空飛行器內部，導致太空飛行器熱過載，而出現嚴重問題，甚至可能直接導致太空飛行器報廢。

  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%的雷射廢熱，讓雷射器裝備上外太空，成為可能。

  同樣，在離子發動機上，這種雷射器中的相關技術，其實也是可以應用。

  或者直接採用雷射光帆推進器，也可以實現高比沖，讓太空飛行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。

  謝謝各位親的支持(ω｀)