Страница 142 из 161
В 1984 г. глобальный рынок лазеров превышал более чем два миллиона евро в коммерческой области в добавок к одному миллиону в военных целях. А в 1994 г. общий объем продаж лазеров составил 1 млрд. евро. В течение этой эскалации успехов и применений не обошлось без забавных недоразумений. Например, в 1970-х гг. дин работник американской таможни решил, что лазеры безопасны, и могут без ограничений импортироваться и экспортироваться, но это не относится к лазерным пучкам!
Здесь мы хотим упомянуть о некоторых огромных возможностях лазеров, описав некоторые из применений, имеющих большой интерес, как с исторической, так и с современной точек зрения.
Лазер для военных целей
Даже РґРѕ того, как были созданы первые лазеры, РѕРЅРё уже вызвали определенный интерес военных РёР·-Р·Р° принципиальной возможности СЂСЏРґР° применений. Было понятно, что высокая направленность лазерного пучка может обеспечить секретность передачи информации, которая получается путем модуляции его интенсивности. РљСЂРѕРјРµ того, возможность фокусирования Рё формирования пучка позволяет снизить потери РїСЂРё распространении, С‚.Рµ. избежать недостатка, присущего радиоволнам. РўРѕРіРґР° казалось, что лазер сможет обеспечить уникальный СЃРїРѕСЃРѕР± коммуникаций или даже передачи энергии. Однако первые же эксперименты, выполненные, как только появились лазеры, показали, что атмосфера Земли оказывает вредное влияние РЅР° распространение света, РѕРЅ поглощается или рассеивается. Если идет дождь или снег, Р° также РІ тумане, распространение невозможно. РќРѕ даже РїСЂРё СЏСЃРЅРѕР№ РїРѕРіРѕРґРµ распространение существенно ухудшается. Например, интенсивность РЅРµ остается постоянной РІРѕ времени, Р° начинает беспорядочно флуктуировать РёР·-Р·Р° явления, которое известно как турбулентность атмосферы. Рто хорошо известно астрономам, которые наблюдают, что изображения звезд флуктуируют РІРѕ времени (РѕРЅРё называют этот эффект сцинтилляциями). Однако такого ограничения можно избежать РІ вакууме, например, между спутниками или РЅР° Луне, Р° также существенно ослабить его РїСЂРё сравнительно коротких дистанциях.
Прекрасный СЃРїРѕСЃРѕР± распространения световых сигналов без существенных потерь был получен РїСЂРё использовании оптических волокон. Ртот СЃРїРѕСЃРѕР± заменяет распространение электрических сигналов РїРѕ проводам или радиоволнами. РЎ помощью специальных стеклянных волокон удается быстро передавать большие объемы информации между континентами. Характеристики волоконно-оптической СЃРІСЏР·Рё лучше, чем радиосвязь Рё СЃРІСЏР·СЊ РїРѕ проводам. Сами волокна весят меньше Рё дешевле, чем медная проволока.
Военные также держали в голове и другие применения, например радар. Радар на оптической частоте может в принципе улучшить точность и разглядеть детали мишени, что невозможно даже при использовании миллиметровых радиоволн. Также возможно измерять скорость мишени. С другой стороны, возмущающие эффекты атмосферы на пучки оптических радаров можно использовать для измерений свойств самой атмосферы (такой прибор называется лидаром), таких, как концентрация озона, загрязнения и турбулентности, информация о которых очень важна для авиасообщений.
Первым военным применением новой лазерной технологии стали дальномеры. Они появились в середине 1960-х гг. Короткий импульс лазерного излучения (около 1030 нс) посылается на цель, и измеряется интервал времени между посылкой и приходом отраженного сигнала. Так как импульс распространяется со скоростью света, это позволяет определить величину дистанции.
РЎ помощью лазеров можно управлять снарядами. Р’ 1965 Рі. специализированное издание сообщило РѕР± испытаниях ручного лазерного устройства для наведения снаряда РЅР° цель. Р’СЃРєРѕСЂРµ были описаны эксперименты, РІ которых лазер использовался для подсветки целей малого размера Рё точного наведения сверхзвуковых ракетных снарядов. Первые системы лазерного наведения РЅР° цель были использованы РІ 1972 Рі. РІ конце вьетнамской РІРѕР№РЅС‹. Умные Р±РѕРјР±С‹, наводимые лазерами, явились предвестниками появление оружия СЃ очень точным наведением. Рто стало поворотным пунктом технологий вооружения, так как новые системы наведения увеличивали вероятность поражения цели РїРѕ сравнению СЃ обычным бомбометанием. Р’Рѕ время РІРѕР№РЅС‹ РІ Персидском заливе Рё РІ Сербско-Боснийской РІРѕР№РЅРµ такое оружие СЃ лазерным наведением было обычным. Р’ 1968 Рі. РІ РЎРЁРђ Р’РњРЎ начали исследования возможности использования лазеров большой мощности Рё РІ 1978 Рі. добились успеха, сумев сбить ракету. Затем РђСЂРјРёСЏ изучала возможность использования лазеров для того, чтобы выводить РёР· строя вражеские системы наблюдения Рё даже ослеплять солдат. Администрация Рейгана ввела РІ действие программу антиракетной РѕР±РѕСЂРѕРЅС‹, основанной РЅР° использовании лазеров, известной РїРѕРґ названием Стратегическая Оборонная Р�нициатива (РЎРћР�). Рта программа была объявлена Рейганом 23 марта 1983 Рі. РІ его знаменитой речи Звездные РІРѕР№РЅС‹. РџРѕ этой программе должны были появиться лазерные системы, способные зафиксировать атаку вражескими баллистическими ракетами Рё уничтожить РёС…. Рта программа встретила значительную критику, Рё РІ конце концов было мало сделано для ее осуществления. Администрация Клинтона пересмотрела РѕР±РѕСЂРѕРЅРЅСѓСЋ стратегию, введя РІ действие организацию, занимающуюся проблемами РѕР±РѕСЂРѕРЅС‹ СЃ помощью ракет (Ballistic Missile Defence Organization), СЃ менее амбициозными целями, РЅРѕ СЃ большей надеждой РЅР° успех.