کوچک‌سازی سامانه‌های لیزری توسط دارپا

 
محققان ارتش آمریکا به تازگی از صنعت این کشور برای ساخت یک «فیبر لیزر¹ دیودی²» (fiber laser diode) مناسب و متراکمِ قدرت بالا که بتوان از آن برای سلاح‌های لیزری در انواع هواپیماهای سرنشین دار و بی‌سرنشین و ابزارهای نقلیه‌ی تاکتیکی زمینی استفاده کرد، درخواست کمک کرده‌اند.

مقامات سازمان دارپا در شهر آرلینگتن ایالت ویرجینیای آمریکا درخواستی را برای پروژه‌ی یوکلید³، ثبت کرده‌اند. هدف از این پروژه کاهش اندازه و وزن فناوری لیزرهای توان بالا (HEL⁴) است؛ زیرا این فناوری هم‌اکنون دارای وزن و اندازه‌ی بسیار بزرگی بوده و نمی‌توان آن را روی طیف بسیار گسترده‌ای از هواپیماها، وسایل نقلیه زمینی و قایق‌های کوچک قرار داده و از آن استفاده کرد.

بسترهای نظامی آرایه فیبر لیزری، نامزدهایی برای ارائه قابلیت‌هایی مانند تعامل سکوت (silent engagement)، مجله عمیق (deep magazine)، اثرات مقیاس‌پذیر و کاهش بار تدارکات به حساب می‌آیند.

با استفاده از فناوری لیزر فیبر، بازده الکترونیک به نوری، به میزان بیش از 35 درصد ارائه شده و ضمن ارائه کیفیت نوری بیشتر، ماژولار بودن و معماری انعطاف‌پذیر را وعده می‌دهد که توانایی ایجاد خروجی متناسب با مأموریت و محموله را فراهم می‌کند.

دانشمندان الکترواپتیک⁵ (electro-optics) هم‌اکنون نیز توانسته‌اند وزن و اندازه‌ی تقویت‌کننده‌های نوری و لیزر توان بالا را به اندازه‌ای کاهش دهند که بتوان آن را روی سامانه‌های هوایی و کامیون‌ها مستقر کرد؛ اما محققان دارپا می‌خواهند با افزایش کارایی این سامانه، اندازه و وزن آن را تا حدی کوچک کنند که بتوان آن را روی وسایلی مانند هواپیمای سرنشین دار جنگی، هواپیماهای بدون سرنشین و وسایل جنگی با قدرت مانور بسیار سریع، قرار داد. این کار نه تنها امکان استفاده از سلاح‌های لیزری را افزایش می‌دهد؛ بلکه قدرت جنگ‌افزار لیزری به کار رفته در هواپیمای «AC-130» و همیت⁶ (HEMMIT) را به شدت افزایش خواهد داد.

مقامات دارپا گفتند: «استفاده از این گونه سامانه‌های لیزری می‌تواند بازار گسترده‌تری ایجاد کرده و هزینه‌ای را کاهش دهد.»

پروژه یوکلید دارپا، در تلاش است تا ماژول پمپ دیودی لیزری را توسعه دهد که با توان حداقل 650 وات انرژی تابشی پیوسته و 3900 وات با استفاده از پمپ‌های انرژی لیزری را دارا است. این ماژول دارای بازدهی تبدیل انرژی الکتریکی به اپتیکی حدود 58 تا 60 درصد خواهند بود.

برای دستیابی به سامانه‌های لیزری ذکر شده اندازه‌ی پمپ لیزری نباید بیش از 0.5 سانتیمتر مکعب بوده و وزن آن نیز باید کمتر از 0.31 گرم باشد. همچنین سامانه‌ی خنک‌کننده باید به گونه‌ای ساخته شود که در دسترس هواپیماهایی مانند «F-15 Eagle» یا «F-16 Fighting Falcon» قرار بگیرد. به علاوه خاصیت ویسکوزیته‌ی مایع خنک‌کننده نباید تا دمایی مانند 30- درجه‌ی سانتی‌گراد تغییر بکند.

بر اساس ادعای محققان سامانه‌ی مذکور می‌تواند بیش از 100 ساعت با توان کامل فعالیت کرده و قدرت تخریب آن بیشتر از 5 درصد نخواهد بود.

هدف نهایی از توسعه‌ی سلاح مذکور دست‌یابی به یک ترکیب شش عددی از پمپ‌های دیود است که شامل بخش فراهم‌کننده قدرت و خنک‌کننده می‌شود. این ابزار می‌تواند با ترکیب دو فیبر تقویت‌کننده‌ی 1.6 کیلوواتی با یکدیگر یا ترکیب یک تقویت‌کننده 3.6 کیلوواتی ایجاد بشود.
پروژه‌ی یوکلید قرار است از ماه جولای 2017، با بودجه‌ای 6 میلیون دلاری و در یک بازه‌ی زمانی دو ساله آغاز گردد.

____________________________________
 

1. لیزر فیبر نوعی لیزر است که محیط فعال لیزری آن از فیبر نوری ساخته شده است. فیبر نوری به کار رفته در این نوه لیزر از عناصر خاکی کمیابی مانند. اربیم، ایتربیم، دیسپروزیم، تولیم و هولمیم تشکیل شده است.
   دیود لیزری، یک لیزر نیمه‌هادی پمپ الکترونی که است که محیط فعال لیزری آن از «اتصال پی-ان» (P-N junction) تشکیل شده است که دیود نیمه‌رسانای آن مشابه دیودی است که از انتشار دهنده‌های لیزر استفاده می‌شود.
   Efficient Ultra-Compact Laser Integrated Devices project
   high-energy laser
   الکترو اپتیک تغییری است در ضریب شکست که از اعمال یک میدان الکتریکی فرکانس پایین و پایا حاصل می‌شود.
   همیت (Heavy Expanded Mobility Tactical Truck) یک نوع کامیون زرهی سنگین متعلق به ارتش آمریکا است که دارای وزن تقریبی 10 تن بوده و از 8 محور چرخ بهره می‌برد. این کامیون از سال 1982 مورد استفاده ارتش آمریکا بوده و به صورت پیوسته در حال بهبود پیدا کردن است.