據(jù)南京大學(xué)網(wǎng)站消息,南京大學(xué)超導(dǎo)電子學(xué)研究所,繼2017年將研制的大口徑超導(dǎo)陣列單光子探測器應(yīng)用于空間碎片探測和2019年月的激光測距等驕人成績后,近日超導(dǎo)陣列單光子探測器再立新功。從我國電科十四所某試驗外場傳來消息,超導(dǎo)單光子激光雷達(dá)系統(tǒng),實現(xiàn)了對低空大氣層中數(shù)百公里外目標(biāo)的實時跟蹤探測,展現(xiàn)了超導(dǎo)單光子探測器的強大應(yīng)用潛力。據(jù)悉,該款雷達(dá)由南京大學(xué)與中電科十四所共同合作研制,南京大學(xué)團(tuán)隊針對低空大氣衰減和湍流等復(fù)雜環(huán)境,研制高靈敏、高精度、高速率的超導(dǎo)陣列單光子探測器,并在今年9月的外場試驗中大幅提高了系統(tǒng)靈敏度和抗環(huán)境雜散光能力,成功實現(xiàn)數(shù)百公里外移動和固定小目標(biāo)的實時跟蹤探測。
事實上,此次超導(dǎo)單光子激光雷達(dá)成功實現(xiàn)了對數(shù)百公里外移動小目標(biāo)的實時跟蹤探測,就是之前中電科十四所量子雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用(注:2018年珠海航展上,中電科十四所曾展出過一種量子雷達(dá))。所謂量子雷達(dá),是對發(fā)射雷達(dá)信號返回的信號,進(jìn)行單個光子的處理和分析,從而獲得目標(biāo)信息的技術(shù)。雷達(dá)探測,最重要的就是如何準(zhǔn)確解讀出回波中含有的目標(biāo)信息,信號處理就是解讀信息的手段,手段越先進(jìn),信號解讀越準(zhǔn),雷達(dá)探測能力自然就會越高。通過量子雷達(dá)創(chuàng)新信號處理方式,該雷達(dá)的探測能力相比傳統(tǒng)體制雷達(dá),有了本質(zhì)的提升。據(jù)悉,量子雷達(dá)有兩個顯著優(yōu)點,第一是帶寬可以做到很大,同時抗干擾能力也比較強。其次,量子雷達(dá)對于單光子的信號處理特點,非常利于反隱身目標(biāo)。
說到這里,想必很多人眼前一亮,尤其是“量子雷達(dá)對于單光子的信號處理特點,非常利于反隱身目標(biāo)”這一顯著優(yōu)點。眾所周知,隱身目標(biāo)是通過吸收和散射折射削弱雷達(dá)回波信號來實現(xiàn)隱身的,但量子雷達(dá)的特性使得雷達(dá)對削弱的回波信號解析解讀能力大大增強,這對于隱身戰(zhàn)機(jī)目標(biāo)而言是致命威脅,意味著它的隱身手段將失去作用。而放眼當(dāng)下,我國所在的東北亞地區(qū)(具體指中日韓三國)已經(jīng)成為具備隱身能力的五代機(jī)扎堆的地方,因此量子雷達(dá)的存在無疑將對敵方五代機(jī)構(gòu)成嚴(yán)峻威脅。據(jù)悉,有觀點認(rèn)為中方殲-20隱身戰(zhàn)機(jī)的年產(chǎn)量應(yīng)該在20架左右,這也是目前最樂觀的估計。日本方面,其向美國購買了105架F-35隱身戰(zhàn)機(jī)(63架F-35A常規(guī)起降戰(zhàn)斗機(jī)和42架F-35B短距起飛垂直降落戰(zhàn)斗機(jī)),且已經(jīng)陸續(xù)交付。而韓國方面,目前韓國空軍已經(jīng)裝備了數(shù)十架F-35A隱身戰(zhàn)機(jī)。對于東北亞地區(qū)五代機(jī)扎堆的情景,日本《讀賣新聞》曾分析稱,由于生產(chǎn)數(shù)量太少,隱形戰(zhàn)機(jī)尚需更長時間才能成為各國的主力機(jī)型,但有一點是很清楚的,即東北亞將進(jìn)入由下一代隱形戰(zhàn)機(jī)爭奪天空制空權(quán)的新時代。
值得注意的是,據(jù)知情人士透露,對于中電科十四所突破新型超導(dǎo)單光子激光雷達(dá)系統(tǒng)的消息,五角大樓拒絕對此回復(fù)。對此,有分析指出,顯然中方研制的超導(dǎo)單光子激光雷達(dá)系統(tǒng)已經(jīng)對美軍裝備的大量隱身戰(zhàn)機(jī)造成巨大壓力,五角大樓一時想不出任何應(yīng)對之策。當(dāng)然,我國能取得如此的成績,也離不開南京大學(xué)科研團(tuán)隊的努力。要知道,超導(dǎo)電子學(xué)研究所青年長江學(xué)者張蠟寶教授,博士研究課題就是超導(dǎo)單光子探測技術(shù),在吳培亨院士的指導(dǎo)下與團(tuán)隊成員一起攻克了探測器芯片和系統(tǒng)的全部關(guān)鍵技術(shù),于2008年研制出我國第一個超導(dǎo)單光子探測器。經(jīng)過多年的不懈努力,探測器的性能指標(biāo)不斷提高,從單元器件到陣列芯片,光學(xué)口徑從9微米到300微米,儀器系統(tǒng)的整體技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn),部分指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先,已經(jīng)在衛(wèi)星激光測距、量子信息、激光通信等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用??梢哉f,在單光子激光雷達(dá)系統(tǒng)的研究上,中方已經(jīng)走在了世界前列。
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