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軍工航天新聞

美海軍實驗室測試激光水下聲源技術(shù)

程之年 來源:國防科技信息網(wǎng)2011-01-31 我要評論(0 )   

美國海軍實驗室的一個研究團隊最近對一種水下聲源激光技術(shù)進行了能力測試,這項技術(shù)或?qū)⒖梢允癸w行器在不拖曳水下設(shè)備的情況下,與潛艇進行聲音或數(shù)據(jù)通信;為潛艇或水...

美國海軍實驗室的一個研究團隊最近對一種水下聲源激光技術(shù)進行了能力測試,這項技術(shù)或?qū)⒖梢允癸w行器在不拖曳水下設(shè)備的情況下,與潛艇進行聲音或數(shù)據(jù)通信;為潛艇或水下機器人提供導航數(shù)據(jù);在淺水域定位水雷或其它水下物體。

 

進入21世紀,與潛入水下的潛艇進行通信仍是一項具有挑戰(zhàn)性的任務,現(xiàn)實中為了實現(xiàn)通信經(jīng)常要求潛艇浮出水面從而使艇組人員暴露在潛在風險之下。使用拖曳天線或浮標進行通信也會降低潛艇的機動性和匿蹤能力。水下無人設(shè)備目前也還依賴于容易出錯的慣性導航技術(shù)。此外,搜索水雷在任何任何情況下都仍是困難、危險和費時巨大的任務。海軍實驗室等離子物理組負責領(lǐng)導水下激光聲源技術(shù)團隊的特德•瓊斯解釋稱,激光水下聲源技術(shù)具備在這些領(lǐng)域提供幫助的潛力。

 

這些創(chuàng)新性的工作包括使用窄脈沖高強度激光使水電離,通過小體積過度加熱產(chǎn)生微小往復運動,從而產(chǎn)生強烈的聲學脈沖。研究團隊使用水下傳播性能最好的波長,從而使其能夠控制往復運動的形態(tài)和聲學脈沖的強度。此外,他們還使用非線性光學聚焦技術(shù),以提高激光源可以距離水面的高度;使用被稱為群速度色散的技術(shù)來精確地控制聲學脈沖。群速度色散技術(shù)利用不同顏色激光不同的傳播速度,讓速度低的激光作用在脈沖的開始,速度高的激光作用在結(jié)尾,以此拉伸脈沖,并精確控制縱向壓縮的量。

 

該實驗在印第安納州克蘭市格蘭度拉湖水聲實驗場進行,標志著該技術(shù)第一次走出實驗室。封裝在漂浮裝置內(nèi)的毫微米波長激光制造了水下聲學脈沖,并被遠處一艘裝備了水聽器的船只捕捉到。轉(zhuǎn)向鏡引導激光通過聚焦鏡片射入水面。每個激光脈沖產(chǎn)生一個大約190分貝聲壓級的聲學脈沖,傳播了190米,而之前實驗室測試只傳播了3米。

 

研究團隊計劃在春夏進行更多致力于提高水下傳輸距離的測試。初步實驗的成果表明,有可能使用不超過1焦耳能量的激光脈沖脈沖產(chǎn)生230分貝的聲壓。

 

美國國內(nèi)其它的研究人員在此領(lǐng)域的研究集中在通信和信號處理技術(shù),海軍實驗室所做的研究工作將在這些領(lǐng)域也提供參考。瓊斯表示,海軍實驗室希望能利用最緊湊的激光發(fā)生器產(chǎn)生盡可能強的聲源。

 

 

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