"民族"激光炮问世 开启未来战争新纪元？

苏北人

利用激光测沙仪长江水文实现泥沙自动报汛时间:2010-05-14 15:45　　5月初，长江委水文局大通站将实时测得的泥沙数据传送至三峡集团公司，标志着长江泥沙试验性自动化报汛测试取得成功。至此，长江水文在全国率先实现泥沙自动报汛。
　　据负责该系统调试开发的长江委水文局技术管理处处长陈守荣介绍，该系统的核心是对现场激光测沙仪的使用。将此仪器安装在需要测量的江段，就像装上“激光眼”，能自动统计长江水中含多少颗泥沙微粒，并计算出泥沙颗粒大小。分析计算的结果实时传送到系统终端，该江段含沙量一目了然。

　　在实施泥沙自动报汛以前，先要到江段的江心取水样，然后将取得的水样经过沉淀、过滤、烘干、分离等程序，得到水样中的泥沙颗粒，再由技术人员人工分析计算，得出最后的结果。这一过程，一般需要六七天才能完成。据长江委水文局副总工程师陈松生介绍，使用该系统后，将以前的人工监测简化为实时监测，不仅大大缩短了测量时间，时效性强，而且能同步反映所测江段泥沙变化过程，对了解长江泥沙变化规律和实施泥沙调度有重要意义。

　　目前，长江水文第一批泥沙自动报汛系统，分别安装在寸滩、宜昌、枝城、沙市、螺山和大通6个水文控制站，主要监测三峡入、出库以及坝下游的悬移质泥沙数据。这些数据提供给三峡集团公司后，该公司将据此实施三峡工程的泥沙调度。预计今年7月将在第二批4个水文控制站安装该系统。

　　据悉，美国仅在海洋测量中使用过该仪器，在含沙量高的内河中使用尚在试验中。

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美欧将用飞船太空发射激光束验证引力波时间:2010-05-12 09:12　　北京时间5月1日消息，据英国《每日电讯报》报道，在不久的将来，3艘相隔300万英里(约合483万公里)飞行的飞船将彼此发射激光束穿过空无的太空，用于验证爱因斯坦提出的广义相对论是否正确。物理学家希望这项雄心勃勃的任务能够帮助他们验证引力波的存在。爱因斯坦在其提出的著名广义相对论中预言了这种现象。此外，引力波同时也是这一理论中最后一个未得到证实的组成部分。
　　此项任务由美国宇航局和欧洲航天局合作进行，将派遣3艘飞船组成编队绕太阳轨道飞行。每艘飞船内都装有飘浮的金铂立方体。飞船发射的激光束将用于测量立方体之间距离发生的由弱引力波导致的微小变化。引力波来源于深空中的突变性事件。根据爱因斯坦的广义相对论，黑洞等大型天体相撞时，时空中的波会向外流动，这些波就被称之为引力波。

　　针对这项任务以及如何利用它加深我们对周围宇宙的了解，一支国际专家委员会已制定出一项详细计划。英国格拉斯哥大学引力波专家、负责草拟计划的委员会成员吉姆·哈夫表示：“引力波是爱因斯坦广义相对论中最后一个尚未被证明是对的组成部分。它们由黑洞或塌陷的恒星等大质量天体在太空中加速移动时产生。这种加速移动可能因为它们受到另一个引力更大的天体拖拽，例如大质量黑洞。不幸的是，由于引力波太弱，我们至今没有探测到它们的存在。然而，我们正在谋划中的新实验拥有巨大潜力，能够帮助我们发现引力波的踪影。”

　　在地球上进行的寻找引力波的一系列努力最终都以失败告终。这些尝试只能探测频率相对较高的引力波。时至今日，科学家已经可以证实爱因斯坦广义相对论提出的很多预测，其中包括光线可以在引力作用下弯曲，引力以恒定速度移动以及时间和空间都可在引力影响下扭曲。爱因斯坦的其他理论包括最为著名的方程式E=mc2，同样经受住科学验证的考验。

　　此项在太空进行的新任务名为“LISA”(激光干涉仪空间天线的英文缩写)。由于3艘飞船距离很远，这项任务能够探测到频率极低的引力波。LISA将成为迄今为止研制的体积最大的探测器。

　　“LISA探路者(300005,股吧)”是一项规模较小的测试任务。空间研究公司Astrium EADS的英国工程师正在加紧制造“探路者”，预计于2011年发射。通过验证用于探测引力波的技术，这项测试任务将为更为雄心勃勃的任务铺平道路。目前，科学家已开始研制用于LISA 的仪器设备，但这个探测器不可能在2020年之前发射升空。

　　他们希望看到的是，一旦探测到引力波，引力波能够提供有关宇宙的新信息，即当前无法通过光线、无线电波、X射线等电磁辐射获取的信息。格拉斯哥大学研究引力波的希拉·罗旺教授指出：“黑洞密度极高，任何光线或辐射都无法从其内部逃脱。来自黑洞周围扭曲时空的引力波能够让我们找到研究黑洞的新方式。此外，我们同样可以通过引力波了解塌陷恒星的内部物质状态。”

　　英国Astrium公司科学与探索业务发展经理拉尔夫·考迪博士目前正参与制造“LISA探路者”。他说：“观测宇宙中塌陷的恒星系统或者大质量黑洞相撞等事件需要借助具有超高精确度的技术。我们的终极目标是证明这种技术能够发挥作用，而后才尝试将3艘飞船送入轨道并且让彼此相隔距离达到近500万公里。它们将只通过激光束联系在一起，对其位置进行测量的精度将达到四千万分之一微米。”



爱因斯坦在其提出的著名广义相对论中预言了引力波的存在

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美欧将用飞船太空发射激光束验证引力波时间:2010-05-12 09:12　　北京时间5月1日消息，据英国《每日电讯报》报道，在不久的将来，3艘相隔300万英里(约合483万公里)飞行的飞船将彼此发射激光束穿过空无的太空，用于验证爱因斯坦提出的广义相对论是否正确。物理学家希望这项雄心勃勃的任务能够帮助他们验证引力波的存在。爱因斯坦在其提出的著名广义相对论中预言了这种现象。此外，引力波同时也是这一理论中最后一个未得到证实的组成部分。
　　此项任务由美国宇航局和欧洲航天局合作进行，将派遣3艘飞船组成编队绕太阳轨道飞行。每艘飞船内都装有飘浮的金铂立方体。飞船发射的激光束将用于测量立方体之间距离发生的由弱引力波导致的微小变化。引力波来源于深空中的突变性事件。根据爱因斯坦的广义相对论，黑洞等大型天体相撞时，时空中的波会向外流动，这些波就被称之为引力波。

　　针对这项任务以及如何利用它加深我们对周围宇宙的了解，一支国际专家委员会已制定出一项详细计划。英国格拉斯哥大学引力波专家、负责草拟计划的委员会成员吉姆·哈夫表示：“引力波是爱因斯坦广义相对论中最后一个尚未被证明是对的组成部分。它们由黑洞或塌陷的恒星等大质量天体在太空中加速移动时产生。这种加速移动可能因为它们受到另一个引力更大的天体拖拽，例如大质量黑洞。不幸的是，由于引力波太弱，我们至今没有探测到它们的存在。然而，我们正在谋划中的新实验拥有巨大潜力，能够帮助我们发现引力波的踪影。”


　　此项在太空进行的新任务名为“LISA”(激光干涉仪空间天线的英文缩写)。由于3艘飞船距离很远，这项任务能够探测到频率极低的引力波。LISA将成为迄今为止研制的体积最大的探测器。


爱因斯坦在其提出的著名广义相对论中预言了引力波的存在

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相干公司CO2激光应用实验室在北京正式投入运营时间:2010-05-06 11:00　　相干公司在中国北京建立了一个新的CO2 激光应用实验室。对于中国迅速增长的材料加工与微电子市场的客户，该实验室可以帮助他们快速得到关于应用CO2激光器加工是否可以满足其特殊应用的反馈信息。相干公司北京应用实验室目前拥有的激光功率高达400W，能够处理多种激光/材料相互作用的加工工艺。 由于新产品DIAMOND E-1000输出功率高达1kW，我们能够处理更加广泛的应用问题。
“例如我们的DIAMOND E 系列这样结构紧凑的CO2激光器，具备更高的可靠性和更低的拥有成本，在多种应用方面进行了实质性的拓展，” 相干公司副总裁、 CO2 事业部总经理Sri Venkat说，“除了传统材料加工应用外，我们看到在新的应用和材料方面，对封离型CO2激光器的需求日益提高。我们现在具备的本地实验能力将会加速这些新工艺在中国的发展与实际应用”。

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上海光机所嘉定打造激光产业链时间:2010-05-06 10:59　　去年11月，中科院上海光机所与嘉定区政府签订协议，提出围绕激光产业，将强激光技术、激光二极管、激光材料等领域组建科技企业，大力实施高新技术产业化。日前，记者从上海光机所获悉，3家科技企业均在组建，产品销售市场前景良好。
　　“嘉定区政府长期对上海光机所在土地、人才、政策等方面给与支持，上海光机所加大了重点产业化项目落户嘉定的力度，加快推动高新技术的产业化转化。部分与外地合作的项目也将逐步搬回嘉定，尽管有些地方开出了更加优厚的产业落户条件。”作为负责上海光机所科研成果产业化的上海大恒光学精密机械有限公司总经理姚斌透露说，“上海光机所计划在嘉定打造一个从元器件到应用系统整机的研发、制造的“强激光”产业链，与嘉定区政府签订的3个产业化项目就是产业链上的3个环节。”

　　激光材料一直是上海光机所的传统优势，此次产业化的激光材料有2种，一种为激光钕玻璃，是一种激光器元器件核心材料，目前多用于国家重点专项。上海光机所在嘉定工业区北区的100亩园区内，就有50亩用于激光钕玻璃产业化，整个项目投资1.5亿元，年底就将完成内部装修，预计明年投入使用。作为目前国内唯一掌握强激光钕玻璃生产技术的单位，在国家重大专项中将占据绝对的市场地位。

　　太阳能镀膜是上海光机所在长期科研积累下，瞄准太阳能市场而开发的一种新型材料，主要用于提高太阳能发电装置的工作效率。目前，国内主要的太阳能发电装置制造商有江苏无锡“尚德”、河北保定“天威保变”等，其产品光能转化与国外尚有差距。利用上海光机所研制的太阳能镀膜材料，能源转化效率可提高2.1%，将为我国太阳能行业发展带来巨大效益。记者在上海光机所的实验室见到了这种激光太阳能镀膜玻璃，比普通玻璃多了一层类似磨砂的涂层。“其作用就是减少太阳光的折射，让更多的光源穿透玻璃被转化为电能。”负责这项技术的唐永兴教授介绍说。而为了掌握太阳能镀膜的核心技术，上海光机所在18年激光化学膜的基础上，投入数千万元研发经费，才研制出这种镀膜液体的配方。目前，上海光机所已经就这个项目产业化成立了上海恒昊鑫太阳能镀膜科技有限公司，并与国内太阳能玻璃4家生产巨头中的2家：山东“金晶”、浙江“福莱特”达成市场合作意向，预计今年6月底就可正式投产。2011年，镀膜液体原料产值就可达到1.5亿元，此外“恒昊鑫”还有生产设备和技术服务收入来源。

　　激光二极管产品已经广泛应用于光纤通讯、医疗、汽车三维焊接、航天测距、激光雷达等领域，具有巨大的市场潜力。激光二极管产品也是高功率全固态激光器的核心元器件，长期受到国外产品的制约和封锁，直接影响其在国内工业和国防方面的应用。承担该项目产业化的上海恒镱达科技有限公司正在办理无形资产评估和注册手续，嘉定工业区高科技产业园区参股。今年年底，激光二极管封装产品就可投产，预计第一年销售额可达1500万元，5年后销售额将增至2亿元。

　　上海光机所在高新技术的研究基础，不断挖掘市场潜力。最近，在强激光技术方面与国外签订了几千万美元的合作协议“嘉定工业区北区的新厂一建好，我们就可立即投入生产。”姚斌憧憬地说。强激光装置的产业化，也标志着我国首次从高功率激光器的输入国转为输出国，也为开辟国际市场奠定基础。

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Gravograph公司--激光应用新材料时间:2010-05-06 10:44　　Gravoply™ Laser是Gravograph刻宝公司新研发的用于室内标识的系列材料。该系列材料包含80种产品，是市场上最全面的材料系列，适用于激光机和机械雕刻机。此外，该系列材料的价格也极具吸引力，因为它们被用于世界各地的超过100，000台机器上，用户可以受益于从中产生的规模效应。Gravoply™ Laser系列在数月内就成了Gravograph公司产品的新标准。
　　Gravoply™ Laser能脱颖而出源于其广泛的产品系列和其多功能性：该新型材料被设计成可满足任何激光应用，无论是打标还是切割，也可用于机械铣削。它能雕刻非常精微的细节。它有6种核心颜色可供选择（黑、白、红、蓝、黄和金色），有25种表面颜色，2种厚度规格（0.8和1.3 mm），3种表面效果（哑光、拉丝和亮面），有背胶可选，是市场上最全面的系列。Gravoply™ Laser能满足您在标识、胸牌、标签、识别牌和其它用途上的所有需求。它的多功能性使得客户能够最优化其订单，尤其是库存。它的选择面的多样性也使得客户可以多元化发展产品或服务种类，从而增加收入。



　　Gravograph刻宝公司提供多种服务，包括中小量的客户尺寸定制服务，例如专门针对胸牌、标志或识别牌而设计，这样客户就可以直接雕刻。我们还能根据要求定制特殊的不在样本内的颜色组合。本系列内的所有材料都有充足库存可保证最短的定货交付时间。很多订单能在数小时内发出，每月运出的材料都超过1000批。

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激光电视何时普及百姓家时间:2010-05-04 10:50　　　在北京举行的中国国际节能减排和新能源科技博览会上，激光显示展区内，中科院光电研究院和中视中科公司共同研发的65英寸激光电视和激光投影设备前，驻足观看和咨询技术的人们络绎不绝。
　　据中科院光电研究院研究员毕勇介绍，激光电视的色彩空间、色彩饱和度分别是传统电视显示标准的2倍和100倍。更重要的是，其能耗不超过200瓦，只是传统电视机电耗的1/3，它的光源寿命是传统光源的10倍。展出的激光前投影设备曾服务于北京奥运会，其能耗仅是传统投影机的1/2，而其在色彩、亮度等关键指标又是现有传统显示技术所无法比拟的。

　　超大的屏幕和真实绚丽的色彩，无疑给人们带来了极具震撼的视觉体验，其在节能降耗方面的不俗表现同样让人印象深刻。但激光显示技术何时能实现产业化，何时能进入寻常百姓家，是参观者非常关心的问题之一，也正是毕勇和其同事们积极努力的方向。

　　下一轮显示技术竞争焦点

　　据中科院光电研究院副院长王宇介绍，激光显示采用高色饱和度的三基色激光作为显示光源，具有色域范围广、寿命长、环保、节能等优点，使显示系统综合性能大幅跨越，被认为是“一次显示领域的革命”，具有每年500亿美元以上的市场前景。

　　我国是显示产品的生产大国和消费大国，但由于长期缺乏自主创新的核心技术，特别是进入平板显示时代，整个产业严重依赖技术引进和关键部件进口维持生产，更是无力参与国际市场竞争。数据显示，少数外国厂商牢牢垄断着液晶面板、驱动芯片等核心部件和技术，赚取了我国平板显示产品70%以上的收益。“在错过了显像管显示和平板显示之后，我国应该抓住机遇，在国际激光显示产业中占据一席之地。”王宇说。

　　谈到激光显示低能耗的特点，毕勇算了笔账，以1000万台平板电视每天工作4小时计算，年耗电共计29亿度，如果这些家庭采用更节能的激光电视每年将节电20亿度,近于几个大型火力发电厂年发电量的总和，相当于每年减少173万吨二氧化碳的排放。同时，激光显示的核心部件在生产过程中不使用任何重金属，没有废水、废气、废物排放。

　　毕勇说，正处于产业化前期的国际激光显示产业，尚未形成垄断性的国际分工,也尚未形成垄断性的技术标准，这为我国激光显示产业的发展留有难得的空间。未来3—5年将是全球激光显示技术产业化发展的关键时期。

　　完整自主知识产权链凸显竞争实力

　　国际激光显示产业的前景十分诱人，而想在其中占据一席之地，自然要靠领先国际的研发实力说话。王宇指出,目前国内的激光显示相关专利已达80多项，占全球相关专利的10%%以上，其中很多都是核心专利，已拥有从激光光源、照明模组、图像引擎到激光显示整机设计、集成等关键技术的完整自主知识产权，具备在该领域实现产业化重大突破的良好基础。

　　我国在激光显示技术研发领域凸显的竞争实力，源自多年的积累。据介绍，从国家“九五”计划开始，科技部和中科院就开始部署新型可见光波长固态激光技术的发展。2000年，许祖彦院士等科学家就开始考虑能否将固态激光作为显示光源。2005年底，中科院光电研究院研制出第一代激光电视的工程样机，并参加了“863”成果展和上海工博会,后经专家鉴定，认为该成果在技术上达到了国际先进水平。2006年,中科院光电研究院与一家民营企业合作，组建中视中科公司，集中力量开展激光显示产业化关键技术、工艺的研发。

　　激光显示产业化还需多方助力

　　高技术如何转化成高效益是王宇一直在思考的问题。他坦言，目前激光显示产业化过程中面临着诸多困难，首先国内家电厂商在光电技术领域基础薄弱，很难在短时间内将技术转化成生产力。同时，国内相关产业链各环节尚未形成紧密合作的联盟，在融资渠道和投资力度上与国外竞争对手存在巨大差距。此外，国外企业正在通过商业合作等形式对我国进行渗透，力图抑制我国激光显示产业的自主创新发展。

　　为加快激光显示产业化的进程，王宇希望，政府有关部门能在产业政策和资源投入上给予必要的支持。他建议尽快组建国家级的激光显示产业化工程技术中心，集中力量加快激光显示产业化共性关键技术的研发，并研究、制定相关标准。同时，尽快形成产业联盟，构建完善的产业链和供应链。另外，还要审慎对待技术引进和以占领国内市场为目的的商业合作。

　　尽管面临着许多挑战，但对于激光显示产业化的前景，中视中科公司董事长贾中达充满信心。他说：“今年2月15日，南京激光显示产业基地已经动工，该基地重点进行激光显示核心光源模组的规模化生产，计划在2011年前形成150万瓦光源模组的生产、销售能力，将为推进激光显示产业化发展发挥重要的示范、带动作用。”

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上海世博会湖北馆开馆 万人争弹激光琴时间:2010-05-04 10:49　　　5月1日，湖北馆开馆首日，隔空弹激光琴成了每个游客必玩的节目。截至昨晚21时发稿，湖北馆共接待10531名游客。
　　不仅弹了激光琴，还走了步步生花的莲花道，昨日上午，作为湖北馆第一个观众，湖北省省长李鸿忠看完湖北馆后，连夸办得有水平，并向其他省市推荐。

　　省长隆重推荐湖北“水文章”

　　上午9时，看礼仪员演示隔空弹奏的湖北民歌“洪湖水，浪打浪”后，李鸿忠省长兴致勃勃地试弹了激光琴，用手快速在激光上挥了两下，琴声发出铿锵激昂的声音，省长连连点头：“这个创意好！”

　　走进展馆，随着李鸿忠的脚步，地板升出朵朵莲花。“这是微步清莲，地板可以感应投影。”身后导游介绍，李鸿忠再次点头。

　　主展馆迎面是一个环形大屏幕，专门播放湖北馆主题影片。当看到湖北江湖纵横、水域浩荡时，李鸿忠轻声对陪同的湖北省世博办主任肖安民说：湖北是千湖之省，有丰富的水资源，如何利用好水资源，是人类发展的共同问题，湖北做“水”文章，不错。

　　从湖北馆出来后，李鸿忠省长又来到隔壁的广州馆。“这是巴金小说《小鸟天堂》写到的榕树，这是广东城际快线……”李鸿忠反客为主，熟练地用广东话跟周围人介绍起来。

　　看完广州馆，李鸿忠又来到了上海馆，这里正在放电影《永远的新天地》，工作人员提议，找上海馆负责人提前进入。“还是排队比较好。”李鸿忠排队看完电影后，对上海馆馆长说，上海馆聚焦城市文化是个不错的创意，湖北馆做水文章，也不错，有时间可以去看看。

　　激光琴隔空弹奏“洪湖水，浪打浪”

　　上午9时30分，湖北礼仪小姐赵忠泉用激光琴隔空弹奏的“洪湖水，浪打浪”吸引了众多游客。“快来看，这个琴没有键。”正好经过的吉林小伙李小军立即兴奋地招呼朋友过来玩，几个小伙子高兴得像孩子一样。琴声很快吸引了众多刚刚进馆的游客，其中不少是外国游客。

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神戎电子：领跑激光夜视技术时间:2010-05-04 10:48
　　随着平安城市、平安农村的建设，摄像头等安防器材如同一双双犀利的“眼睛”遍布城市乡村，让违法犯罪分子为之胆寒。但如果晚上光线很弱，那这些“眼睛”也会失明。而神戎电子的激光夜视仪，即使到了晚上，依然能够明察秋毫。
　　在神戎电子科技公司，我们见到了这些神奇的“眼睛”，据公司总经理于明江介绍，一般摄像器材，在光线很弱的情况下就失去了作用，而神戎电子的激光夜视仪系列，采用主动激光红外夜视技术，具有背景反差好、成像清晰、不受外界照明影响等特点，使用高分辨率低照度彩转黑摄像机，在夜间最远可发现3000米处的人员、车辆、设施等目标，并可实现昼夜连续监控，具有良好的抗震、抗冲击、防尘、防淋雨等特点，可为平安城市建设进行全天候，大范围的监控守护。

　　神戎电子是一家成立于2004年的立足于光学和信息技术的公司，在公司成立短短的几年间，依靠自主创新，公司开发出了世界首台激光红外照明器和激光夜视仪，并以良好的性能价格比成功将其应用于平安城市、铁路、油田监控等行业，为我国的安防事业提供了一种更先进、更可靠、更节能的创新产品。此外，神戎电子还自主开发了车载夜视监控系统、大角度微型激光照明器、激光夜视仪、便携式激光夜视仪、激光夜视电子盘摄录机、变焦热成像仪、车载热成像夜视仪、一体化激光云台夜视仪等多种光电产品。公司的客户群体涉及军队、边防等军用客户以及铁路、油田、森林防火、公安等民用客户。

　　目前市场上虽然摄像器材很多，但是作为激光夜视技术和自动变焦技术，神戎电子却是这一市场的领跑者。世界上除了日本几家安防器材生产企业拥有这一技术外，还很少有大的竞争者涉足这一领域。与人们一般的认识不同的是，神戎的激光夜视技术远远领先于日本企业的技术，而神戎电子同类产品的价格，却不到国外进口产品的一半。今年3月24-26日，在美国阿斯维加斯举办的“2010年第42届美国国际安防产品展览会”上，神戎电子就凭借其领先的技术，得到客户的青睐。截止目前，神戎电子已出口至美国、英国、西班牙、韩国、沙特等多个国家和地区。在全球金融危机的背景下，依靠不断的技术创新，2009年神戎电子实现了销售额3900多万元，出口额70多万美元的佳绩。2010年，公司预计出口100万美元，第一季度已实现了近20万美元的出口额，同比增长150%。国际业务已成为神戎电子重要的利润增长点。

　　“能够在这一领域一直保持领跑者的地位，其主要原因是我们对研发的重视和对知识产权的重视。”神戎电子的总经理于明江说。据了解，神戎电子每年的研发投入占销售收入的比例达10%以上。公司目前共有员工120多人，技术人员达70多人，其中研究生就将近30人。高水平的人才带来的是创新上的高效率、经济上的高效益。变焦热成像和激光热成像就是根据客户的要求，在研究生团队的努力下，只用了不长时间就研制出来的。产品不但满足了客户的要求，并且还创造出一个全新的市场，给神戎电子带来了丰厚的回报。

　　在坚持技术创新的同时，神戎电子积极完善和实施知识产权战略，为企业发展保驾护航。神戎电子先后制定了符合公司发展的知识产权管理制度，建立了较为完善的知识产权管理体系。设立了知识产权管理工作部门，制定了知识产权培训计划，对公司员工定期进行知识产权知识的培训，并积极参加由省、市、区知识产权局举办的知识产权培训班。同时设立知识产权专项经费，制定了专利奖励制度、扶持实施资金制度，并纳入每年的财务预算。公司规定，对研发人员的专利奖励分为五等，按不同等级进行数额不等的奖励。近年来，神戎电子已申请了37项专利，其中发明专利12项。这些专利技术，奠定了神戎电子在这一细分市场上领跑者的地位，构成了外人难以模仿和超越的技术防护网。通过实施企业知识产权战略，不断提升企业的核心竞争力，逐步发展成为国内激光夜视领域的领军企业，扩大了市场的占有率。神戎电子的产品早期主要用于油田监控上面，后来逐渐发展到水利工程，铁路监控和高速公路上。现在，随着平安城市的建设，神戎电子又迎来了一个更加广阔的市场。2008年，神戎电子被山东省科学技术厅、山东省知识产权局认定为“中国专利山东明星企业”；同时，被济南市科技局、济南市知识产权局等单位联合批准为济南市第四届知识产权试点企业；2009年，神戎电子被国家知识产权局批准为国家第四批“知识产权试点单位”，同时被山东省知识产权局批准为山东省第二批“知识产权试点单位”；其中，神戎电子的“激光照明器的同步变焦装置”发明专利被评为山东省优秀专利项目“金奖”。

　　对自主创新的追求，对知识产权的重视，使神戎电子成为了激光夜视技术的领跑者。而正是因为拥有自主创新和知识产权的双翼，在未来的道路上，神戎电子必将继续领跑，步伐更加有力，身影更加矫健，从而迎来发展的新的春天。

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激光隐身涂料的研究与应用进展时间:2010-05-04 10:46　　引言
  　  随着现代科学的突飞猛进，声、光、电、等技术的迅猛发展，极大地丰富了信息的获取手段，而这些技术也正在改变着世界各国的军事探测和防御体系。隐身技术便是在探测与反探测技术进步中发展起来的一种军用技术，隐身技术是指减小目标的各种可探测特征，使敌方探测设备难以发现或使其探测能力降低的综合性技术。它又被称为隐形技术，是综合流体动力学、材料科学、电子学、光学、声学等学科技术的交叉应用技术，通过改变武器装备等目标的可探测信息特征，使敌方探测系统不易发现或发现距离缩短的综合技术。是传统伪装技术走向高技术化的发展和延伸。隐身技术包括材料隐身技术、特种烟火技术、外形隐身技术、等离子体隐身技术、仿生隐身等。作为提高武器系统生存能力和突防能力的有效手段，它受到世界各主要军事国家的高度重视，从20世纪50年代开始发展以来，随着技术的发展，从简单的伪装到现代反声、光、电、磁等探测的隐身技术。现代隐身技术主要包括反雷达探测、反红外探测、反电子探测、反可见光探测和反声波探测等隐身技术，近年来激光制导武器的快速发展，使得反激光探测技术(即激光隐身技术)也成为了各国竞相研究的对象。本文将重点介绍激光隐身材料特别是激光隐身涂料的研究与应用进展。

    　1.激光隐身技术

    　激光作为一种主动探测信号有许多优点，它具有亮度高、方向性好、单色性好、相干性好等优点。作为雷达使用时，与普通微波雷达相比，它又具有分辨力高、抗干扰能力强、隐蔽性好、体积小、质量轻等优势。因此，近年来随着激光技术的发展，激光测距机、激光制导武器、激光雷达等已研制成功并装备部队。激光制导导弹或炸弹的投掷精度、应战能力达到了惊人的地步，以致可做到被发现就会被击中，被击中就会被摧毁，严重地威胁地面武器的生存，因此，现代战场上地面武器的激光隐身是必不可少的。激光隐身的原理主要是基于激光测距机的测距方程。由脉冲激光测距机的测距方程可知，对于漫反射大目标，激光测距机的最大测程与目标反射率的二分之一次方成正比；对于漫反射小目标，激光测距机的最大测程与目标反射率的四分之一次方成正比。因此，要实现激光隐身，消弱激光测距机的测距能力缩短其最大测程，必须降低目标对激光的反射率。当前，利用激光隐身除了要对抗各种军用激光测距机以外，最主要的是要对抗激光制导武器，主要是半主动激光制导武器，包括激光半主动制导导弹、激光半主动制导炸弹和激光半主动制导炮弹等，目标实施激光隐身以后可使目标指示器照射到目标上的激光产生弱的回波，不能被弹上的激光接收器所接收，从而不能实现对目标的攻击。除了激光半主动制导武器以外，激光隐身还要对抗的就是激光成像雷达，这时激光隐身的目的将是使目标的激光反射特性与背景一致，但目前还未考虑这种情况。通常使用的激光隐身技术手段主要有两种：隐身外形技术和隐身材料技术。其中隐身外形技术主要是设计和改变目标的几何外形，使目标的激光散射截面尽量减小；隐身材料技术则主要是设计和采用对激光低反射率的材料。而在诸多的隐身材料中，涂料隐身以其施工方便、成本低廉、性能优越等特点而一直是隐身技术的研究重点。

　　2.激光隐身涂料

    　目前，常用激光探测器的探测频率主要集中在1.06μm和10.6μm两个频段。在此频段激光隐身涂料具有高的摩尔吸收率，其化学稳定性、热稳定性和力学性能等综合性能优良，所以其应用范围很广。然而，值得注意的是，对某种探测、制导手段具有单一隐身作用的材料，也可能对另一探测、制导手段毫无作用，甚至反而具有“显形”作用。激光隐身涂料应用还必须要考虑的一点是和其他隐身技术兼容的问题，如激光隐身涂料与可见光、红外以及雷达波隐身技术的兼容问题，需要通过复合技术将不同波段的吸波剂及低红外发射材料有效耦合在一起，将其做成涂料等，以实现对多种探测手段的复合隐身。

    　2.1激光隐身涂料与可见光隐身的兼容

    　可见光一般指波长为0.4～0.78μm的光线，可见光隐身涂料也称为迷彩涂料，它的作用是使目标与背景的颜色协调一致，使敌方难以辨识，故选用适当的迷彩颜料进行配色是可见光隐身涂料的关键。激光隐身涂料主要是以降低激光反射率为目标，其对光的作用范围和可见光隐身涂料不同，因此需要对激光隐身涂料进行适当的配色处理，以使得其同时实现可见光隐身的兼容。

    　2.2激光隐身与雷达波隐身的兼容

    　雷达波长范围很宽，从100MHz～3000GHz都是雷达波的范畴，其中2～18GHz的雷达应用比较广泛，然而由于30～300GHz的毫米波雷达在大气中存在几个损耗较小的“窗口(35GHz、94GHz、140GHz、220GHz)”，所以其在军事上的应用正越来越受到重视。雷达波隐身技术主要有两个方面，一是外形技术，二是雷达隐身材料，目标通过合理的外观设计，并应用雷达波隐身材料便可达到目标对雷达波隐身的目的。就雷达波隐身涂料来说，其目的就是降低目标表面的雷达波反射率。激光隐身涂料的目的是降低目标在1.06μm以及10.6μm处的反射率，因此激光隐身涂料与雷达波隐身涂料并不矛盾。可采用多频段吸收剂应用于涂料中解决，其难点在于寻求具有宽频带吸收的涂料用吸收剂，如能制得宽频带吸收剂，激光隐身与雷达隐身的问题就可迎刃而解。对于近红外激光隐身涂料，可利用近红外激光隐身涂料对毫米波的透明性，将激光隐身涂料涂敷到毫米波隐身涂层表面，制备毫米波与激光复合隐身涂层。

　　2.3激光隐身与红外隐身的兼容

    　红外探测指的是利用波长在3～15μm的红外辐射特征进行探测的方法，考虑到大气层对红外线的吸收，红外探测器的实际工作波段为3～5μm和8～14μm，其热成像技术在军事领域已经得到广泛的应用。随着红外侦察、探测、制导和热成像处理技术的发展，反红外探测隐身技术也越来越重要，它是通过抑制目标的红外辐射，或改变目标的热形状，从而达到目标与背景的红外辐射不可区分的一门技术。目前，反红外探测隐身技术的主要技术措施有：一是改变红外辐射特征，二是降低红外辐射强度。主要是通过降低辐射体的温度和目标的辐射功率，除目标的设计因素外，使用红外隐身涂料是应用最为广泛的红外隐身技术手段。红外隐身涂料主要是针对红外热像仪的侦察，旨在降低武器在红外波段的亮度，掩盖或变形武器在红外热像仪中的形状，降低其被发现和识别的概率。红外隐身涂料根据其隐身机理可大致分为两个类别，一类是通过隔热的方式，使目标体表面温度降低以达到降低红外信号的目的；另一类，也是应用范围最广的是红外低辐射隐身涂料，即通过隐身涂料在目标表面的涂覆，使得目标体的红外辐射信号减弱从而达到红外隐身的目的。根据平衡态辐射理论，对于非透明材料，相同波段范围内的发射率与反射率之和等于1。由于目前激光探测器工作波长绝大部分为1.06μm和10.6μm，正好处于红外波段，激光隐身要求材料要有尽可能低的反射率，而同时红外隐身要求材料要有尽可能的低的发射率，这样激光隐身和红外隐身就不可避免地成为了一对矛盾体，故两者协调很重要。而且，采用多频谱隐身材料是无法协调此矛盾的。通常是在涂敷红外隐身涂料或多波段兼容隐身涂料的基础上对激光反射采取一些补救措施。如采用对抗激光的方法，如发射烟幕弹等；还有一种方法是牺牲局部范围的红外隐身，就是使涂料在1.06μm/10.6μm附近出现较窄的低反射率带，而其他波段均为低辐射，以此来达到对激光的隐身，同时又要对红外隐身的影响不大。这一方法要求低反射带尽可能窄，因而也成了该方法的难点。理想状态的激光/红外隐身涂层应在1.06μm和10.6μm具有极低的反射率，而在其他红外波段则具有尽可能高的反射率，如图1所示。然而这种材料实际上很难获取。近来，掺杂半导体成为激光隐身涂料的研究热点，掺杂半导体可作为涂料体系中的非着色颜料，经过适当选配半导体载流子参数可使涂料的红外和激光隐身性能都达到令人满意的结果，同时也不会防碍涂层满足可见光伪装的要求。掺杂半导体一般选用InO3或者In2O3和SnO2。通过掺杂使得等离子波长处于合适的范围，使材料在1.06μm处具有强吸收低反射，在热红外波段具有低吸收高反射，从而达到两者隐身兼容。



图1理想状态下的激光/红外隐身兼容涂层示意图

　3.纳米激光隐身涂料

    　纳米材料是指材料组分特征尺寸在0.1～100nm的材料。它具有极好的吸波特性，具有频带宽、兼容性好、质量小和厚度薄等特点，对电磁波的透射率及吸收率比微米粉要大得多。

    　3.1纳米材料应用于隐身涂料的优点

    　纳米材料是物理学上的理想黑体，如纳米氧化锌粉、羟基铁粉、镍粉、铁氧体粉以及Y-(re，Ni)合金粉等是优良的电磁波吸收材料，不仅能吸收雷达波，而且能很好地吸收可见光和红外线，用此配制吸波涂料，可以显著改善飞机、坦克、舰艇、导弹、鱼雷等武器装备的隐身性能。由于纳米材料具有的小尺寸效应、表面与界面效应、量子效应、宏观量子隧道效应，因而有常规材料所没有的光、电、磁等特殊性能，在隐身材料方面具有如宽频吸波性能、高吸收以及优良的力学性能等。将纳米粉体应用于涂料制成纳米隐身涂料，由此制得的涂层在很宽的频带范围内可以躲避雷达波的侦察，同时能很好地吸收可见光、红外线，包括激光探测常用波段的吸收，使其具有红外隐身和激光隐身作用，可以显著改善目标的隐身性能。而且纳米粉体一般在涂料中的添加量较传统粉体少，易于实现高吸收、涂层薄、质量轻、吸收频带宽、红外微波吸收兼容等要求，是一种极具发展前景的隐身涂层材料。

  　  3.2纳米隐身涂料能够隐身的原因

    　纳米材料能够实现隐身的主要原因有两个：一是由于纳米粒子尺寸远小于红外及雷达波波长，因此纳米材料对这些范围的波的透过率比常规材料要强得多，这就很大程度上减小了对波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到的反射信号变得很微弱，从而达到隐身的效果；二是由于纳米粒子的比表面积比常规粉体大3～4个数量级，因此对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多。这样入射到涂料内部的电磁波与隐身涂料相互发生电导损耗、高频介质损耗、磁滞损耗，并将电磁能转化成热能导致电磁波能量衰减，这就使得探测器得到的信号强度大大降低，因此很难被探测器发现，起到了隐身作用。把纳米材料应用于涂料可以制得多波段隐身的纳米隐身涂料，这是因为：纳米粒子具有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、小尺寸和界面效应，使它对各种波长的吸收带有宽化现象。利用量子尺寸效应，使纳米粒子的电子能级发生分裂，分裂的能级间隔正处于欲吸收的波段，如分裂的能级间隔处于微波的能量范围内，从而导致新的吸波通道产生。另外，由于纳米粒子尺寸小比表面积大，表面原子比例高，悬挂键增多。大量悬挂键的存在使得界面极化，而高的比表面积造成多重散射，使得纳米材料制成的隐身涂料吸波性能良好。

　　3.3纳米隐身涂料的制备特点

   　 纳米粒子由于其具有大的比表面积等特性，使得其制备的材料有很独特的性能，在隐身涂料方面的应用也逐渐成为一个热点。然而也正是因为纳米粒子的大比表面积有强烈自团聚的倾向，这就使得以它作为功能填料制备隐身涂料时和普通的涂料制备方法不同。目前，制备纳米涂料的方法主要有：溶胶凝胶法、插层法、原位聚合法以及共混法。溶胶凝胶法制备纳米涂料一般是使用烷氧基金属或其金属盐等母体和有机聚合物的共溶剂，在聚合物存在的情况下，在共溶剂体系中使母体水解或缩合生成纳米级的粒子并形成溶胶，溶胶经蒸发干燥转变为凝胶进而得到涂层。该方法反应条件温和，分散均匀。其缺点是母体大多是硅酸烷基酯，价格昂贵，有毒，而且在干燥过程中，由于溶剂及小分子的挥发，使材料内部产生收缩应力容易导致材料脆裂，因此很难获得大面积或较厚的纳米复合涂层。插层制备法是利用许多无机物(如硅酸盐类粘土、磷酸盐类等)具有的层状结构，在层间嵌入有机物。通过合适的方法将单体或聚合物插入片层之间，再将厚1nm，宽100nm左右的片层结构基体单元剥离，使其均匀分散于聚合物中，从而实现聚合物与无机层状材料在纳米尺度上的复合。原位聚合法是首先将纳米粒子分散在单体溶液中，然后使单体进行聚合，最后得到含有纳米粒子的涂层。共混法的一般制备过程是把基料树脂熔融或溶解于适宜的溶剂中，然后加入纳米粒子的分散液以及其他助剂，充分搅拌得到纳米复合涂料。综上所述四种纳米涂料的常用制备方法，溶胶凝胶法难以制得大面积涂层，插层法则受限于所用纳米材料必须有层状结构，而原位聚合法和共混法制备纳米涂料最大的难点在于纳米粒子在溶剂或单体中的分散问题。纳米粒子在溶剂或单体中的分散是制备纳米涂料包括纳米隐身涂料的关键所在。我们在制备纳米隐身涂料方面做了一些尝试，特别是在纳米粉体的分散方面取得重要突破，通过物理方法和化学方法相结合的手段，运用独特的分散方法，合适的分散剂已经制备出了一些应用于纳米隐身涂料的掺杂半导体的分散液，其粒径分布图见图2所示。这种掺杂型的纳米半导体粉末分散液其平均粒径小于30nm，可以通过共混法或原位聚合法应用于纳米隐身涂料而充分发挥其纳米效应。



图2某种纳米掺杂型半导体粉末的分散液粒径分布

   　 3.4纳米隐身涂料的现状

    　近年来，美、俄、法、德、日等国都把纳米材料作为新一代隐身材料加以研究和探索。美国在此方面的研究一直处于世界前列，据报道，美国研制的“超黑粉”纳米吸波材料对雷达波的吸收率达99%；美国研制的宽频微波吸波涂层材料是由胶粘剂和纳米级微粉填料构成。这类多层结构具有很好的磁导率和红外辐射率，对50MHz～50GHz的电磁波具有良好的吸收性能。例如，美国F117型战斗机使用的隐身材料就含有纳米粒子。法国也已经研制出一种宽频隐身涂层，这种涂层由粘合剂和纳米级微填充材料(由Co、Ni合金和SiC纳米颗粒成)。对50MHz～50GHz范围内的电磁波具有良好的吸收性能。此外，国外对Fe、Co、Ni等纳米金属及合金吸收剂进行了广泛的研究。一般来说，采用多相复合法制出的复合粉体具有优良的吸波性能，其吸收频带宽，当吸收率大于10dB时，吸收带宽可达3.2GHz。另外，国外对纳米金属氧化物吸收剂也进行了大量研究。具有复合结构的金属氧化物吸收剂不仅有良好的吸收雷达波性能，同时还有抑制红外辐射的功能。

　　 4.激光隐身涂料的应用现状

    　从20世纪90年代以来，隐身兵器几乎应用在所有的海战武器装备和领域，并在实践中崭露头角。随着技术的进步，激光隐身术将在其他常规武器中得到越来广泛的应用。目前美国的隐身兵器居世界领先地位，俄、英、法、德、日和瑞典等国也在积极发展。我国在此方面也已经开始了针对性的研究，据报道，国内激光隐身涂料对1.06μm波长的激光吸收率已高达95%以上。目前，可见光、红外、雷达、激光波段兼容，并且均能达到良好隐身性能的多功能材料是研究的重点，红外与激光复合隐身中红外隐身需要低发射率的材料，激光隐身需要低反射率的材料，这两者的复合隐身是矛盾的。据报道，通过对各种红外透明粘合剂如酚醛树脂、环氧树脂、醇酸树脂、Kiaton树脂、改性乙丙橡胶的研究，以及一些金属颜料、半导体颜料如ITO的研究，已基本上研制出1.06μm激光与8～14μm红外波段的复合隐身涂料。此外采用双层乃至多层涂敷法也是复合隐身研究的一种比较容易的方法。由实验分析可知，激光隐身涂料对雷达波的透波性能良好，并且厚度很小约为0.1mm，可以将其涂敷于雷达吸波材料表面，从而实现激光与雷达复合隐身。

    　5.结语

   　 随着光电探测技术的迅速发展，武装目标将不得不同时面对激光测距与制导以及红外、雷达、可见光成像的探测与制导的威胁，单一的激光、红外、雷达、可见光隐身材料都已很难起到真正的对抗作用。特别是军用激光波今后将逐步由10.6μm激光取代，建立在高反射、低辐射基础上的红外隐身材料和低反射高吸收基础上的激光隐身材料在工作原理上发生了直接冲突，要想在8～14m红外波段上某一点附近很窄的频带范围内实现高吸收低反射，实际上是非常困难的。因此，研究红外、雷达与激光复合隐身的工作原理及方法，已成为急待解决的关键性难题。由于激光探测器大多采用主动式探测方式，即依靠接收目标后向反射能量来进行工作，因此，激光隐身是以降低目标激光后向反射信号，即降低目标后向散射截面为出发点。目前，隐身涂料正向多频谱、宽频带方向发展，而纳米隐身涂料由于其突出的优点，可以制得综合机械性能良好，以及多频段、强吸收的多波段隐身涂料，必将成为激光隐身涂料的一个发展方向。（作者：张永进、赵石林、许仲梓）　

苏北人

激光隐身涂料的研究与应用进展时间:2010-05-04 10:46　　引言
  　  随着现代科学的突飞猛进，声、光、电、等技术的迅猛发展，极大地丰富了信息的获取手段，而这些技术也正在改变着世界各国的军事探测和防御体系。隐身技术便是在探测与反探测技术进步中发展起来的一种军用技术，隐身技术是指减小目标的各种可探测特征，使敌方探测设备难以发现或使其探测能力降低的综合性技术。它又被称为隐形技术，是综合流体动力学、材料科学、电子学、光学、声学等学科技术的交叉应用技术，通过改变武器装备等目标的可探测信息特征，使敌方探测系统不易发现或发现距离缩短的综合技术。是传统伪装技术走向高技术化的发展和延伸。隐身技术包括材料隐身技术、特种烟火技术、外形隐身技术、等离子体隐身技术、仿生隐身等。作为提高武器系统生存能力和突防能力的有效手段，它受到世界各主要军事国家的高度重视，从20世纪50年代开始发展以来，随着技术的发展，从简单的伪装到现代反声、光、电、磁等探测的隐身技术。现代隐身技术主要包括反雷达探测、反红外探测、反电子探测、反可见光探测和反声波探测等隐身技术，近年来激光制导武器的快速发展，使得反激光探测技术(即激光隐身技术)也成为了各国竞相研究的对象。本文将重点介绍激光隐身材料特别是激光隐身涂料的研究与应用进展。

苏北人

激光隐身涂料的研究与应用进展时间:2010-05-04 10:46　　引言
  　  随从20世纪50年代开始发展以来，随着技术的发展，从简单的伪装到现代反声、光、电、磁等探测的隐身技术。现代隐身技术主要包括反雷达探测、反红外探测、反电子探测、反可见光探测和反声波探测等隐身技术，近年来激光制导武器的快速发展，使得反激光探测技术(即激光隐身技术)也成为了各国竞相研究的对象。本文将重点介绍激光隐身材料特别是激光隐身涂料的研究与应用进展。

苏北人

激光隐身涂料的研究与应用进展时间:2010-05-04 10:46　　引言
  
   　1.激光隐身技术

    　激光作为一种主动探测信号有许多优点，它具有亮度高、方向性好、单色性好、相干性好等优点。作为雷达使用时，与普通微波雷达相比，它又具有分辨力高、抗干扰能力强、隐蔽性好、体积小、质量轻等优势。因此，近年来随着激光技术的发展，激光测距机、激光制导武器、激光雷达等已研制成功并装备部队。激光制导导弹或炸弹的投掷精度、应战能力达到了惊人的地步，以致可做到被发现就会被击中，被击中就会被摧毁，严重地威胁地面武器的生存，因此，现代战场上地面武器的激光隐身是必不可少的。激光隐身的原理主要是基于激光测距机的测距方程。由脉冲激光测距机的测距方程可知，对于漫反射大目标，激光测距机的最大测程与目标反射率的二分之一次方成正比；对于漫反射小目标，激光测距机的最大测程与目标反射率的四分之一次方成正比。因此，要实现激光隐身，消弱激光测距机的测距能力缩短其最大测程，必须降低目标对激光的反射率。当前，利用激光隐身除了要对抗各种军用激光测距机以外，最主要的是要对抗激光制导武器，主要是半主动激光制导武器，包括激光半主动制导导弹、激光半主动制导炸弹和激光半主动制导炮弹等，目标实施激光隐身以后可使目标指示器照射到目标上的激光产生弱的回波，不能被弹上的激光接收器所接收，从而不能实现对目标的攻击。除了激光半主动制导武器以外，激光隐身还要对抗的就是激光成像雷达，这时激光隐身的目的将是使目标的激光反射特性与背景一致，但目前还未考虑这种情况。通常使用的激光隐身技术手段主要有两种：隐身外形技术和隐身材料技术。其中隐身外形技术主要是设计和改变目标的几何外形，使目标的激光散射截面尽量减小；隐身材料技术则主要是设计和采用对激光低反射率的材料。而在诸多的隐身材料中，涂料隐身以其施工方便、成本低廉、性能优越等特点而一直是隐身技术的研究重点。

苏北人

2.激光隐身涂料

    　目前，常用激光探测器的探测频率主要集中在1.06μm和10.6μm两个频段。在此频段激光隐身涂料具有高的摩尔吸收率，其化学稳定性、热稳定性和力学性能等综合性能优良，所以其应用范围很广。然而，值得注意的是，对某种探测、制导手段具有单一隐身作用的材料，也可能对另一探测、制导手段毫无作用，甚至反而具有“显形”作用。激光隐身涂料应用还必须要考虑的一点是和其他隐身技术兼容的问题，如激光隐身涂料与可见光、红外以及雷达波隐身技术的兼容问题，需要通过复合技术将不同波段的吸波剂及低红外发射材料有效耦合在一起，将其做成涂料等，以实现对多种探测手段的复合隐身。

    　2.1激光隐身涂料与可见光隐身的兼容

    　可见光一般指波长为0.4～0.78μm的光线，可见光隐身涂料也称为迷彩涂料，它的作用是使目标与背景的颜色协调一致，使敌方难以辨识，故选用适当的迷彩颜料进行配色是可见光隐身涂料的关键。激光隐身涂料主要是以降低激光反射率为目标，其对光的作用范围和可见光隐身涂料不同，因此需要对激光隐身涂料进行适当的配色处理，以使得其同时实现可见光隐身的兼容。

    　2.2激光隐身与雷达波隐身的兼容

    　雷达波长范围很宽，从100MHz～3000GHz都是雷达波的范畴，其中2～18GHz的雷达应用比较广泛，然而由于30～300GHz的毫米波雷达在大气中存在几个损耗较小的“窗口(35GHz、94GHz、140GHz、220GHz)”，所以其在军事上的应用正越来越受到重视。雷达波隐身技术主要有两个方面，一是外形技术，二是雷达隐身材料，目标通过合理的外观设计，并应用雷达波隐身材料便可达到目标对雷达波隐身的目的。就雷达波隐身涂料来说，其目的就是降低目标表面的雷达波反射率。激光隐身涂料的目的是降低目标在1.06μm以及10.6μm处的反射率，因此激光隐身涂料与雷达波隐身涂料并不矛盾。可采用多频段吸收剂应用于涂料中解决，其难点在于寻求具有宽频带吸收的涂料用吸收剂，如能制得宽频带吸收剂，激光隐身与雷达隐身的问题就可迎刃而解。对于近红外激光隐身涂料，可利用近红外激光隐身涂料对毫米波的透明性，将激光隐身涂料涂敷到毫米波隐身涂层表面，制备毫米波与激光复合隐身涂层。

　　2.3激光隐身与红外隐身的兼容

    　红外探测指的是利用波长在3～15μm的红外辐射特征进行探测的方法，考虑到大气层对红外线的吸收，红外探测器的实际工作波段为3～5μm和8～14μm，其热成像技术在军事领域已经得到广泛的应用。随着红外侦察、探测、制导和热成像处理技术的发展，反红外探测隐身技术也越来越重要，它是通过抑制目标的红外辐射，或改变目标的热形状，从而达到目标与背景的红外辐射不可区分的一门技术。目前，反红外探测隐身技术的主要技术措施有：一是改变红外辐射特征，二是降低红外辐射强度。主要是通过降低辐射体的温度和目标的辐射功率，除目标的设计因素外，使用红外隐身涂料是应用最为广泛的红外隐身技术手段。红外隐身涂料主要是针对红外热像仪的侦察，旨在降低武器在红外波段的亮度，掩盖或变形武器在红外热像仪中的形状，降低其被发现和识别的概率。红外隐身涂料根据其隐身机理可大致分为两个类别，一类是通过隔热的方式，使目标体表面温度降低以达到降低红外信号的目的；另一类，也是应用范围最广的是红外低辐射隐身涂料，即通过隐身涂料在目标表面的涂覆，使得目标体的红外辐射信号减弱从而达到红外隐身的目的。根据平衡态辐射理论，对于非透明材料，相同波段范围内的发射率与反射率之和等于1。由于目前激光探测器工作波长绝大部分为1.06μm和10.6μm，正好处于红外波段，激光隐身要求材料要有尽可能低的反射率，而同时红外隐身要求材料要有尽可能的低的发射率，这样激光隐身和红外隐身就不可避免地成为了一对矛盾体，故两者协调很重要。而且，采用多频谱隐身材料是无法协调此矛盾的。通常是在涂敷红外隐身涂料或多波段兼容隐身涂料的基础上对激光反射采取一些补救措施。如采用对抗激光的方法，如发射烟幕弹等；还有一种方法是牺牲局部范围的红外隐身，就是使涂料在1.06μm/10.6μm附近出现较窄的低反射率带，而其他波段均为低辐射，以此来达到对激光的隐身，同时又要对红外隐身的影响不大。这一方法要求低反射带尽可能窄，因而也成了该方法的难点。理想状态的激光/红外隐身涂层应在1.06μm和10.6μm具有极低的反射率，而在其他红外波段则具有尽可能高的反射率，如图1所示。然而这种材料实际上很难获取。近来，掺杂半导体成为激光隐身涂料的研究热点，掺杂半导体可作为涂料体系中的非着色颜料，经过适当选配半导体载流子参数可使涂料的红外和激光隐身性能都达到令人满意的结果，同时也不会防碍涂层满足可见光伪装的要求。掺杂半导体一般选用InO3或者In2O3和SnO2。通过掺杂使得等离子波长处于合适的范围，使材料在1.06μm处具有强吸收低反射，在热红外波段具有低吸收高反射，从而达到两者隐身兼容。



图1理想状态下的激光/红外隐身兼容涂层示意图

　3.纳米激光隐身涂料

    　纳米材料是指材料组分特征尺寸在0.1～100nm的材料。它具有极好的吸波特性，具有频带宽、兼容性好、质量小和厚度薄等特点，对电磁波的透射率及吸收率比微米粉要大得多。

    　3.1纳米材料应用于隐身涂料的优点

    　纳米材料是物理学上的理想黑体，如纳米氧化锌粉、羟基铁粉、镍粉、铁氧体粉以及Y-(re，Ni)合金粉等是优良的电磁波吸收材料，不仅能吸收雷达波，而且能很好地吸收可见光和红外线，用此配制吸波涂料，可以显著改善飞机、坦克、舰艇、导弹、鱼雷等武器装备的隐身性能。由于纳米材料具有的小尺寸效应、表面与界面效应、量子效应、宏观量子隧道效应，因而有常规材料所没有的光、电、磁等特殊性能，在隐身材料方面具有如宽频吸波性能、高吸收以及优良的力学性能等。将纳米粉体应用于涂料制成纳米隐身涂料，由此制得的涂层在很宽的频带范围内可以躲避雷达波的侦察，同时能很好地吸收可见光、红外线，包括激光探测常用波段的吸收，使其具有红外隐身和激光隐身作用，可以显著改善目标的隐身性能。而且纳米粉体一般在涂料中的添加量较传统粉体少，易于实现高吸收、涂层薄、质量轻、吸收频带宽、红外微波吸收兼容等要求，是一种极具发展前景的隐身涂层材料。

  　  3.2纳米隐身涂料能够隐身的原因

    　纳米材料能够实现隐身的主要原因有两个：一是由于纳米粒子尺寸远小于红外及雷达波波长，因此纳米材料对这些范围的波的透过率比常规材料要强得多，这就很大程度上减小了对波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到的反射信号变得很微弱，从而达到隐身的效果；二是由于纳米粒子的比表面积比常规粉体大3～4个数量级，因此对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多。这样入射到涂料内部的电磁波与隐身涂料相互发生电导损耗、高频介质损耗、磁滞损耗，并将电磁能转化成热能导致电磁波能量衰减，这就使得探测器得到的信号强度大大降低，因此很难被探测器发现，起到了隐身作用。把纳米材料应用于涂料可以制得多波段隐身的纳米隐身涂料，这是因为：纳米粒子具有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、小尺寸和界面效应，使它对各种波长的吸收带有宽化现象。利用量子尺寸效应，使纳米粒子的电子能级发生分裂，分裂的能级间隔正处于欲吸收的波段，如分裂的能级间隔处于微波的能量范围内，从而导致新的吸波通道产生。另外，由于纳米粒子尺寸小比表面积大，表面原子比例高，悬挂键增多。大量悬挂键的存在使得界面极化，而高的比表面积造成多重散射，使得纳米材料制成的隐身涂料吸波性能良好。

　　3.3纳米隐身涂料的制备特点

   　 纳米粒子由于其具有大的比表面积等特性，使得其制备的材料有很独特的性能，在隐身涂料方面的应用也逐渐成为一个热点。然而也正是因为纳米粒子的大比表面积有强烈自团聚的倾向，这就使得以它作为功能填料制备隐身涂料时和普通的涂料制备方法不同。目前，制备纳米涂料的方法主要有：溶胶凝胶法、插层法、原位聚合法以及共混法。溶胶凝胶法制备纳米涂料一般是使用烷氧基金属或其金属盐等母体和有机聚合物的共溶剂，在聚合物存在的情况下，在共溶剂体系中使母体水解或缩合生成纳米级的粒子并形成溶胶，溶胶经蒸发干燥转变为凝胶进而得到涂层。该方法反应条件温和，分散均匀。其缺点是母体大多是硅酸烷基酯，价格昂贵，有毒，而且在干燥过程中，由于溶剂及小分子的挥发，使材料内部产生收缩应力容易导致材料脆裂，因此很难获得大面积或较厚的纳米复合涂层。插层制备法是利用许多无机物(如硅酸盐类粘土、磷酸盐类等)具有的层状结构，在层间嵌入有机物。通过合适的方法将单体或聚合物插入片层之间，再将厚1nm，宽100nm左右的片层结构基体单元剥离，使其均匀分散于聚合物中，从而实现聚合物与无机层状材料在纳米尺度上的复合。原位聚合法是首先将纳米粒子分散在单体溶液中，然后使单体进行聚合，最后得到含有纳米粒子的涂层。共混法的一般制备过程是把基料树脂熔融或溶解于适宜的溶剂中，然后加入纳米粒子的分散液以及其他助剂，充分搅拌得到纳米复合涂料。综上所述四种纳米涂料的常用制备方法，溶胶凝胶法难以制得大面积涂层，插层法则受限于所用纳米材料必须有层状结构，而原位聚合法和共混法制备纳米涂料最大的难点在于纳米粒子在溶剂或单体中的分散问题。纳米粒子在溶剂或单体中的分散是制备纳米涂料包括纳米隐身涂料的关键所在。我们在制备纳米隐身涂料方面做了一些尝试，特别是在纳米粉体的分散方面取得重要突破，通过物理方法和化学方法相结合的手段，运用独特的分散方法，合适的分散剂已经制备出了一些应用于纳米隐身涂料的掺杂半导体的分散液，其粒径分布图见图2所示。这种掺杂型的纳米半导体粉末分散液其平均粒径小于30nm，可以通过共混法或原位聚合法应用于纳米隐身涂料而充分发挥其纳米效应。



图2某种纳米掺杂型半导体粉末的分散液粒径分布

   　 3.4纳米隐身涂料的现状

    　近年来，美、俄、法、德、日等国都把纳米材料作为新一代隐身材料加以研究和探索。美国在此方面的研究一直处于世界前列，据报道，美国研制的“超黑粉”纳米吸波材料对雷达波的吸收率达99%；美国研制的宽频微波吸波涂层材料是由胶粘剂和纳米级微粉填料构成。这类多层结构具有很好的磁导率和红外辐射率，对50MHz～50GHz的电磁波具有良好的吸收性能。例如，美国F117型战斗机使用的隐身材料就含有纳米粒子。法国也已经研制出一种宽频隐身涂层，这种涂层由粘合剂和纳米级微填充材料(由Co、Ni合金和SiC纳米颗粒成)。对50MHz～50GHz范围内的电磁波具有良好的吸收性能。此外，国外对Fe、Co、Ni等纳米金属及合金吸收剂进行了广泛的研究。一般来说，采用多相复合法制出的复合粉体具有优良的吸波性能，其吸收频带宽，当吸收率大于10dB时，吸收带宽可达3.2GHz。另外，国外对纳米金属氧化物吸收剂也进行了大量研究。具有复合结构的金属氧化物吸收剂不仅有良好的吸收雷达波性能，同时还有抑制红外辐射的功能。

　　 4.激光隐身涂料的应用现状

    　从20世纪90年代以来，隐身兵器几乎应用在所有的海战武器装备和领域，并在实践中崭露头角。随着技术的进步，激光隐身术将在其他常规武器中得到越来广泛的应用。目前美国的隐身兵器居世界领先地位，俄、英、法、德、日和瑞典等国也在积极发展。我国在此方面也已经开始了针对性的研究，据报道，国内激光隐身涂料对1.06μm波长的激光吸收率已高达95%以上。目前，可见光、红外、雷达、激光波段兼容，并且均能达到良好隐身性能的多功能材料是研究的重点，红外与激光复合隐身中红外隐身需要低发射率的材料，激光隐身需要低反射率的材料，这两者的复合隐身是矛盾的。据报道，通过对各种红外透明粘合剂如酚醛树脂、环氧树脂、醇酸树脂、Kiaton树脂、改性乙丙橡胶的研究，以及一些金属颜料、半导体颜料如ITO的研究，已基本上研制出1.06μm激光与8～14μm红外波段的复合隐身涂料。此外采用双层乃至多层涂敷法也是复合隐身研究的一种比较容易的方法。由实验分析可知，激光隐身涂料对雷达波的透波性能良好，并且厚度很小约为0.1mm，可以将其涂敷于雷达吸波材料表面，从而实现激光与雷达复合隐身。

    　5.结语

   　 随着光电探测技术的迅速发展，武装目标将不得不同时面对激光测距与制导以及红外、雷达、可见光成像的探测与制导的威胁，单一的激光、红外、雷达、可见光隐身材料都已很难起到真正的对抗作用。特别是军用激光波今后将逐步由10.6μm激光取代，建立在高反射、低辐射基础上的红外隐身材料和低反射高吸收基础上的激光隐身材料在工作原理上发生了直接冲突，要想在8～14m红外波段上某一点附近很窄的频带范围内实现高吸收低反射，实际上是非常困难的。因此，研究红外、雷达与激光复合隐身的工作原理及方法，已成为急待解决的关键性难题。由于激光探测器大多采用主动式探测方式，即依靠接收目标后向反射能量来进行工作，因此，激光隐身是以降低目标激光后向反射信号，即降低目标后向散射截面为出发点。目前，隐身涂料正向多频谱、宽频带方向发展，而纳米隐身涂料由于其突出的优点，可以制得综合机械性能良好，以及多频段、强吸收的多波段隐身涂料，必将成为激光隐身涂料的一个发展方向。（作者：张永进、赵石林、许仲梓）　

苏北人

大幅面薄膜太阳能电池用激光加工设备时间:2010-04-29 11:20　　苏州德龙激光有限公司成功开发出面向大幅面（G5.5）薄膜太阳能电池用激光刻划设备以及激光去边设备，成为国内第一家向大幅面薄膜太阳能电池生产厂商提供激光加工设备的公司。
　　德龙激光开发的CellScriber——薄膜太阳能电池用激光刻划设备（如图1）已经实现产业化，成功运用于多家薄膜电池厂家生产线中，得到了客户的一致好评。该设备可搭载不同波长(1064nm·532nm·355nm)激光器，以灵活应对多种薄膜激光加工需要；采用X-Y-Z轴联动，实现对多种薄膜的高精度、高速刻划；自动化程度高、操作简单，且依靠灵活多样的上下料设计，使其易于集成到客户现有生产线。该设备最大刻划区域达1100×1400mm，综合精度可达±20µm，处于国内领先水平。





图1 薄膜太阳能电池用激光刻划设备

　　2008年至今，德龙激光研制的Boarddeleter——薄膜太阳能电池用激光去边设备（如图2）已经交付多家客户，经受住了多重严格考验。设备精度高——±50µm/1400mm，最高去除效率可达50cm2/s。与传统的硼砂、磨边工艺相比，该设备具有良品率高、去除效率高、无污染等多种优势，赢得了客户的充分认可和好评。



图2 薄膜太阳能电池用激光去边设备

　　据悉，苏州德龙激光有限公司从2005年成立至今,集中大量的人力、物力、财力致力于薄膜太阳能电池量产用激光设备的研发、生产，有效地推动了薄膜太阳能电池关键设备的国产化进程。

关于德龙激光：

　　苏州德龙激光有限公司位于苏州工业园区，由中、美、澳三方投资创立，致力于研发、生产和销售各类高端工业应用激光设备，尤其是基于紫外激光和超短脉冲激光技术的设备。这些产品已广泛应用于激光特种加工、太阳能电池、LED、LCD和触摸屏等精密加工领域。

苏北人

激光在香烟减害降焦中的应用时间:2010-04-28 16:37
　　众所周知，吸烟有害健康。香烟在燃烧过程中产生的焦油是危害人体健康、导致人体癌变的主要物质。降焦减害是全球烟草业的趋势，中国烟草业也不例外。国家烟草专卖局正在积极推进卷烟的“降焦工程”和“ 减害降焦工程”。传统的降焦方式复杂且耗时较长，而激光打孔降焦法已经获得了越来越广泛的应用。
　　多年来，我国烟草行业采取各种手段对焦油含量实施有效控制。1986年8月，我国实施卷烟国家标准，将烟支中的焦油含量划分为高、中、低三个档次。香烟焦油含量低于14mg为低焦油含量，15～21mg为中焦油含量，22mg为高焦油含量。为了限制高焦油含量的卷烟，国家规定必须将焦油含量的设计值标注在香烟包装盒上。2004年国家烟草专卖局发出通知，从2004年7月1日起，盒标焦油含量在15mg／支以上的卷烟不得进入销售市场，并逐步将我国卷烟的焦油含量降至12mg左右。此规定同样适用于进口卷烟。目前中国卷烟的焦油含量平均值已由20年前的每支30mg降到了每支15mg，并争取使这个平均值每年再递减0.5mg。因此，近年来中国烟草生产厂商对所生产卷烟进行了大规模的集体降焦工作，各科研单位和生产企业正在采取各种手段（如化学降焦、物理降焦等方法）降低卷烟中的焦油含量。

　　有研究表明，通过空气稀释作用可以减少人们在吸烟过程中对有害物质如焦油、尼古丁、一氧化碳的摄入量，于是高透气度卷烟纸和预打孔接装纸（水松纸）应运而生。特别是接装纸打孔技术近年来取得了迅猛发展，因为在各种方法中，用激光对接装纸进行定量打孔的方法最为简单有效。

　　激光在香烟减害降焦工程中的应用
　　华工激光针对薄型材料研发了一系列激光设备，尤其是针对烟草行业研发的接装纸激光打孔机（见图1）。该设备的研制成功，一举打破了外国公司对中国市场的高价位垄断，为中国的民族企业的进步和发展作出了巨大贡献。


图1：激光打孔机

　　该设备使用一台小型全密封CO2激光器、一个高速旋转的多棱镜和扩缩系统，将激光光束均分给多个打孔聚焦头，通过控制装置，控制收放卷电机，从而保证了在线变径条件下线速度的稳定，能够精确地在接装纸上打出一致的、圆形或椭圆形的小孔（见图2），小孔直径在0.06～0.50mm的范围内可调，打孔定量准确（50-2000CU(克莱斯特)，透气度稳定，变异系数≤5%）。从2000年开始，华工激光先后研发生产出了单工位16头、双工位多头激光打孔机，目前这些设备已经广泛应用于国内多家企业，并已成功销往海外，进入国际市场。


图2：激光打孔显微图像

　　激光接装纸打孔机（俗称水松纸打孔机）主要有以下特点：

　　高转速多棱镜转速平稳，将连续激光离散成脉冲光形式，最小损耗地均匀分光至双工位的多个聚焦头。与其他分光方式相比，这种方式最大限度地减少了激光的功率损失。
激光器输出功率的大小，在控制器上可无级调整。通过预设的小孔间距与多棱镜的组合，主控系统能自动计算出走纸线速度。
　　可同时完成双工位两排或四排打孔。多个聚焦头经过任意组合后，又可进行单工位六排或八排打孔，实现一机多用。该设备占地面积小，高效节能。
　　激光头（见图3）的调焦部件、后除尘部件、导向纠偏部件及膨涨轴部件，均可方便地进行各项调整。



图3：激光头

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美国激光武器的研究进展与思考 时间:2010-04-26 11:33
　　美军从事高能激光武器技术研究已有40多年的历史，取得了丰富的研究成果。截止目前，已初步研制出以陆，海、空基装备为平台的多种类型激光武器。近年来，这些新系统和新概念如雨后春笋般进展迅速，展现出良好的战场使用前景。这些新型的激光武器系统以机载激光、先进战术激光、“宙斯－悍马”激光弹药销毁系统，激光“复仇者”、激光区域防御系统，“空中哨兵”等为代表。
　　机载激光

　　美国空军第一架机载激光武器以波音747-400F为平台，隶属于美国空军爱德华兹空军基地，编号00-0001。由导弹防御局(MDA)、美国空军与波音公司、洛克希德·马丁公司、诺斯罗普·格鲁曼公司合作研制。该飞机装载了功率强大的高能COlL化学激光器，用于摧毁处于助推段的弹道导弹。

　　机载激光器系统的主要部件是：传感器系统(被动红外传感器)；高能激光器装置(COIL化学激光器)i瞄准与跟踪系统(光束控制)。激光器主要有5部，即主动测距系统激光器(ARS)、跟踪照明激光器(TILL)、信标照明激光器(BILL)、替代高能激光器(SHEL)和高能COlL化学激光器。主动测距系统激光器是一部低功率CO2激光器，其作用是捕获目标，测量ABL飞机到靶目标的距离。跟踪照明激光器是一部低功率二极管泵浦的固体激光器，作用是跟踪靶目标，利用反馈到机载激光飞机传感器上的光信号计算目标的速度、高度和方向。信标照明激光器是一部低功率二极管泵浦固体激光器，它是激光束控制系统的一部分，能够将高能激光聚焦到达目标上。替代高能激光器也是一部低功率激光器，用于模拟高能激光的作战特性，主要用于试验。高能COlL化学激光器能够产生兆瓦级杀伤激光，由6个模块组成，每个重约918千克，预定射程为400千米。

　　机载激光系统的作战使用

　　ABL系统利用被动红外传感器探测目标，用CO2激光照射目标，建立起粗跟踪。然后跟踪照明激光器将激光对准照射到导弹上，随后引导信标激光和杀伤主光束。信标照明激光束对杀伤光束所要经过的大气路径进行测量，收集飞机与目标之间的大气信息。杀伤光束在信标照明激光到达目标并返回后发射。自适应光学系统根据信标照明激光收集到的信息进行大气补偿。与此同时，高能COlL化学激光器系统向助推段弹道导弹发射波长1.3微米的杀伤激光束，以摧毁目标。除执行探测、跟踪和摧毁助推段飞行的弹道导弹这个主要任务之外，目前考虑可能执行的任务包括拦截地空导弹、空空导弹和来袭飞机：拦截高空和低空飞行的巡航导弹等目标；跟踪被击落目标碎片，以便为末段防御系统提供信息和为友军提供告警，提高飞行高度和加长空中巡逻时间，用作通信中继节点，使敌方卫星暂时丧失功能：图像监控等等。

发展历程

　　机载激光项目历经10多年的发展，取得了一系列重大成就。

　　2002年，在ABL飞机上安装了飞行转塔、控制计算机、火力，光束控制轻质主镜、满足飞行重量要求的激光模块等硬件，完成了飞机的改装工作。到了2004年11月，ABL系统的高能激光器进行了首次发射，并取得成功，被称为“第一光”。12月，ABL飞机在安装了火力，光束控制系统后完成了“第—飞”。

　　随后的2005年，兆瓦级COlL激光器成功地完成了它在该年度的所有关键阶段测试，证明了它能在足够远的距离上保持足够的能量以摧毁处于助推段的弹道导弹能力。

　　2006年，ABL项目完成了跟踪照明激光器和信标照明激光器的地面和空中低功率发射试验，激光光学试验。

　　2007年，ABL飞机首次在飞行试验中向机载目标发射了跟踪激光，并收到了目标跟踪数据。在该年度内还完成了低功率阶段的全部试验，并开始在ABL飞机平台上进行激光器集成。

　　2008年，ABL武器系统的所有主要部件，包括作战管理系统，激光部件以及光束／火控系统均安装完成，并进入活化试验阶段。

　　2009年4月，波音公司和美国导弹防御局已经开始了ABL整个武器系统的飞行试验。4月21日，飞机完成了整个武器系统的功能检查飞行试验，并对飞机的适航性作了检验。至8月份，ABL飞机又先后成功进行了几次低功率激光束目标瞄准与跟踪试验。原定于2009年秋季进行的空中杀伤拦截试验推迟至2010年初。

　　2010年1月10日，ABL飞机在加利福尼亚海军空战中心武器分部对安装有导弹替代远程目标装置(MARTI)的靶目标进行了捕获、跟踪，交战演示试验。此次试验几乎与中国陆基中段反导试验同时进行。试验表明，ABL系统已可以成功捕获、跟踪并击中高速目标。试验获取的数据为2月份进行的空中杀伤拦截试验做好准备。2月3日，ABL飞机首次成功击毁了一枚固体燃料火箭。2月11日，ABL飞机从爱德华兹空军基地起飞，在几秒钟内便捕获了一枚从海上机动平台发射的液体燃料短程弹道导弹，随后发射高能激光将其击毁，整个交战过程不到2分钟。在同一小时内，ABL飞机还跟踪并射击了另一枚从圣尼古拉斯岛发射的固体燃料火箭(与2月3日试验中的靶目标相同)，但机载激光器在目标被摧毁前自行关闭{据报道是由于系统出现异常)。此次试验是ABL飞机首次成功击中弹道导弹目标，标志着该项目达到了一个新的里程碑。美国导弹防御局指出，激光反导武器的测试成功，表明美军有能力同时打击多个敌方发射的弹道导弹，而且，与陆基和海基反导武器相比，ABL系统的性价比更高。在今后一年内，导弹防御局计划在年底前继续进行一系列拦截试验，试图降低ABL系统的风险并拓展其作战能力。

　　从ABL的试验历程来看，该计划已经进入到武器集成试验阶段并取得了重大进展。尽管如此，该项目仍然饱受争议，面临资金和技术两方面的挑战。总审计局(GAO)认为：激光器技术，导弹跟踪技术，大气补偿技术、传输光学器件技术、光学镀膜技术、抖动控制技术和高能激光束管理技术是ABL面临的7 项关键技术，但目前还没有一项技术是完全成熟的。其中，高功率光束管理最接近成熟，但从未在实战环境中经受考验。光束抖动控制技术也接近成熟，但该技术的风险相当高。此外，ABL的初始设计已经完成，但设计的稳定性还未最终确定下来，因此，待原型机的初始性能完全确定下来之后才能启动第二架飞机的研究。

　　由于ABL计划研制周期长，耗资巨大、技术难度高，因而一直存在反对的声音。现任国防部长认为ABL长期的试验努力几乎没有得到什么效果，甚至开始怀疑其到底能不能实现。总统和国防部长已经要求暂停ABL作为作战项目，国会也坚持奥巴马政府关于导弹防御方面的总体战略和对ABL项目的建议。美国2010财年国防预算中也已取消第二架ABL系统计划资金。ABL项目的支持者为了项目前景将不得不与奥巴马政府进行抗争。因此，首次空中杀伤拦截试验被认为是一个关键点，这关系到ABL的未来。现在，试验已经取得成功，MDA将根据已取得的研究成果来确定ABL的初始性能，根据ABL一些可用技术、资金、时间和管理能力等来考虑能否研制出具有一定作战效能和合适的ABL系统，但已暂时放弃第二架飞机的研制工作。因为一套完整的具备作战能力的ABL系统还需要独特的后勤支持设备，比如战区内的燃料制备、存储、运输设施，地面支持需求等。由此可见，ABL的部署、作战使用概念还不健全，MDA将对这些需求和概念进行全面而充分的分析评估。在随后的计划中，ABL系统多年研究获取的成果将会被用于研制可负担且具备作战效能的武器，第一架ABL原型机将作为测试平台，即被用作科学研究。

　　综上所述，ABL计划已经持续了近15年，耗资超过50亿美元，某些技术虽已取得突破，但问题尚未完全解决，项目前景堪忧。为了摆脱全球金融危机的影响，一些部门极力挽救ABL计划，三大承包商出于技术应用和利益方面的考虑，都在努力争取资金，为各自的高能激光器、战场管理，光束／火控系统寻找好的出路。总之，2010年年初的空中杀伤拦截试验虽已取得成功，但ABL反导系统在短期内还不能担当起美国弹道导弹防御的重任。

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LIMO推出新型单芯片光纤耦合元件，提高耦合效率时间:2010-04-26 11:22
　　LIMO公司针对半导体激光器巴条（90µm/500µm的微型巴条）的光束整形和光纤耦合，推出了一种新型单芯片光纤耦合元件。
　　通常，高功率半导体激光器模块都是由激半导体激光器巴条和一些光学元件组装而成。因为所用到的元件数量较多，需要很多准直工作，整个组装过程通常充满了挑战性，这最终将导致生产成本的增加。LIMO为半导体激光器模块组装提供了一种全新概念，其只需要一个多功能微型光学元件，就能将发射光耦合到光纤中。

　　利用此元件，LIMO将功率50W的激光器巴条的输出光耦合到芯径为600µm（NA0.22）的光纤中，获得了高达90％的耦合效率。

　　该单芯片元件提供的主要优点有：

　　- 只有一个光学元件，降低材料成本

　　- 容易地实现快速准直

　　- 只需组装一个元件，缩短生产时间

　　- 只有两个具有防反射涂层的光学表面，能大大减少光反射

　　- 实现更加紧凑的半导体激光器模块

　　对于那些对成本敏感、对亮度需求有限的应用，LIMO的单芯片光纤耦合元件将是高功率半导体激光器系统大批量生产的理想选择。

苏北人

医疗设备制造中的激光塑料焊接 时间:2010-04-22 12:52　　  医疗设备制造中的聚合物焊接与焊接物的材质、颜色以及焊接工艺控制、参数设置息息相关。与传统的超声波、加热式塑料连接法相比，激光塑料焊接具有如下特殊优势：
        ● 焊接质量好；
        ● 焊接区域受破坏程度小（焊接内部）；
        ● 焊接部位清洁美观（没有微粒）；
        ● 高视觉质量的焊缝；
        ● 焊接物的热负载最低；
        ● 设计流程简单快捷（例如，表面平整即可）；
        ● 采用无接触式焊接工艺（丝毫不影响焊接质量）；
        ● 在线闭环过程控制下的文档记录。
        采用640 nm至2 m波长范围的高功率半导体激光系统，可同步实现在线闭环过程控制与参数文档记录。基于激光的塑料焊接工艺中，最佳波长是810 nm、940 nm、980 nm、1470 nm与1940 nm。基于半导体激光系统的性质，可通过调制驱动电流，从而直接调制光学输出功率，焊接流程简单快捷。
        焊接物的颜色决定了焊接工艺的复杂程度。除了直接焊接两种透明材质之外，所有其它材料组合的连接都要使用“激光透明”夹层——该夹层位于“激光吸收”区的顶部。激光将在接触面之间产生熔池。由于焊接物吸收激光以及熔池生成、透明塑料上的熔池需要进行湿处理等系列因素，焊接过程需一定时间（图1）。
  
         


        激光焊接塑料所使用的各种方法有：
        ● 顺序型周线焊接
        ● 同步焊接
        ● 掩模焊接
        ● 准同步焊接
        顺序型周线焊接方式的速度极低，但可以控制施加到工件上的热量。同步焊接方式适用于快速和大批量生产，但存在灵活性差以及四周加热不均匀等缺点。掩模焊接方式灵活性不高，因为对于每一轮廓，都需要新的掩模，消耗掉的激光能量比所需要的更高，因此工艺效率比较低。准同步焊接方式结合了顺序型周线焊接和快速振镜扫描工序，配备了高温计。准同步方式能够快速、精确地进行焊接，控制热量，同时储存相关工艺数据用于质量控制和跟踪。
         
        过程控制
        闭环过程控制是基于预设焊接温度、在线测量焊接温度，以及在线调节激光功率（如设置温度与测量温度之间出现偏差）。在开环过程与闭环过程的对比中可以看出，如果光学功率恒定，则焊点的温度会不断上升。如不停止加工，最终将导致焊接物烧毁。而对于闭环过程来说，可通过调节激光功率，使焊点温度接近闭环控制下的设置温度。如果使用这种工艺，激光功率可降到只需要维持熔池的程度，防止焊点温度过热。通过优化焊接温度，加工得以进一步进行。




        上图的示例还可体现闭环焊接工艺的其它优点。如前所述，信号波纹是由使用的玻璃增强PCB材料所产生（图2）。在激光功率恒定时，靠近观察单个环的温度分布外形，可知：尽管焊缝呈对称方形的形状，但是在方形的不同侧面，其焊接温度各不相同。详细检查显示，这是由于聚合物基体内部的玻璃纤维取向不同所造成。根据这些不同取向，一部分的激光光线被玻璃纤维传递到基体的更深处。在此情况下，焊点温度将低于与光路垂直方向的纤维的温度。
        显然，此类材料只能在优化焊接温度下进行焊接，激光功率需要在线调节；因此，绝对需要半导体激光系统结合高温计与扫描振镜配合使用。对于表面吸收如此不均匀的材料，固定功率的激光光源很难实现优良的焊接效果。爆裂压力试验表明，使用优化焊接温度可以实现更多的工艺参数组合和更高的爆裂压力。

  另外，高温计的信号不仅有助于优化工艺，还可用于失效检测。在一个案例中，模注工艺期间，因气泡的存在，使两个部件之间存在空隙。这一非接触区域造成过热，同时在温度信号的尖峰而被检测出来。因此，可拒收此类部件，或送交质检部做进一步检查。



        光束整形
        除了与扫描器、高温计一起应用之外，基于激光的塑料焊接还可以充分利用激光的光束整形。在图3所示设备中，使用均匀的线形激光源焊接微通道结构，类似于生物芯片应用。由于光束的均匀水平达到了95%，因此，焊接也十分均匀——即使在较大的面积上。光纤耦合半导体激光系统提供此类均匀光束，并可量身定制，以适合于各种几何形状。对于尺寸达600毫米的极大均匀激光光束，可以由非光纤耦合的直接光束半导体激光模块来实现。
         
        白色材料与透明材料
        白色聚合物与透明聚合物广泛应用于医疗设备制造中，更倾向于用半导体激光系统进行焊接。这些颜色带来的高视觉质量的缝隙观感以及无微粒工艺优势，使半导体激光器系统进行塑料焊接在医疗设备制造中的应用潜力价值很高。在医疗这一特殊领域，塑料焊接不推荐使用特殊添加剂，因国家审批程序繁琐。使用半导体激光器系统进行塑料焊接，采用国家已经批准和使用的材料组合，不需要添加剂即可工作，简单高效快捷。

        值得一提的是，在焊接白色聚合物时采用更长的波长（例如1470 nm范围），可以得到更佳的白色观感。例如，对比两种白色聚合物所能达到白色观感。一种聚合物采用808 nm波长焊接，另一种采用1470 nm波长焊接。在1470 nm情况下焊接时具有的优点是：用于白色观感的获批材料，其浓度可变，因此在1470 nm波长下可发挥“激光透明”与“激光吸收”特性，而不会影响可见的白色外观。
        对于透明塑料，焊接原理完全不同。没有添加剂时，此类塑料通常不能吸收可见光范围内的光线，即使是1550 nm波长的光线。这就是我们称其为透明的原因。但是，仍有机会利用聚合物的本征吸收特性，进行激光焊接，起始于约1800 nm的波长。聚合物链在光线波长大于1800 nm的影响下振动，并导致这种本质吸收。由于大量材料本身而不是表面发生这种作用，因此极其适用于薄膜焊接或管道焊接，形成穿透焊透加工。薄膜焊接时没有压力；由于静电原因，两种薄膜已经接触。在对瓶形袋进行填充之后，采用波长为1940 nm的同一激光器密封袋口。
        透明焊接的另一个示例（图４）显示了透明的Makrolon（模克隆）设备的微观状况。采用1940 nm波长旋转焊接这种圆柱形部件。
        如前所述，在波长大于1800nm时，透明聚合物的吸收加工特性具有体积效应。因此，要求关注两种透明部件在其接触面处的内部焊接。具有较短工作距离的极大孔径光学设备已能取得优良的效果。在此设置中，能量聚焦于接触面处；同时由于焦点之外的功率密度更低，因此亮度以及材料的体积吸收更低。
         
        本文结论
        鉴于已经提到的工艺优点，DILAS半导体激光系统及其直接快速调制特性，以及针对不同应用可提供全范围波长（640 nm至2000 nm）的事实，说明半导体激光系统是塑料焊接应用中毫米级焊缝宽度的理想激光光源。半导体激光系统组合高温计和振镜扫描器，可以优化焊接的效果，符合医疗设备制造要求的高度质量控制与工艺存档要求。


              
图4、激光焊接的Makrolon部件的截面图
（采用1940nm波长）。

        事实证明，在优化焊接温度下，半导体激光器可以用于焊接那些表面吸收不均匀的材料（例如玻璃增强聚合物）。另外，使用高温计和振镜扫描器的组合，配在半导体激光系统中，可以补偿表面吸收变化，如颜色变化。
        二极管激光系统还具有光束整形和均匀化等优点，允许根据应用情况调节光束几何形状，例如较大焊缝宽度或用于掩模焊接方式。
        白色与透明塑料是医疗设备制造中十分重要的材料。半导体激光器因波长的扩展，使激光焊接白色与透明聚合物得以实现。使用半导体激光器进行医疗设备中的白色与透明塑料的焊接，将使客户受益非浅。 （作者：Jrg Neukum博士，Dilas Diodenlaser公司 ）
         
        本文作者Jrg Neukum博士曾在德国Darmstadt科技大学研究物理学，荣获稀土光谱学领域博士学位。在担任一家日本激光二极管制造商的产品经理职务以及Coherent Semiconductor的欧洲销售经理之后，于2004年加入Dilas Diodenlaser公司（网址：www.dilas-ils.com），现在负责DILAS全球市场与销售，以及DILAS工业激光器系统部。
        Jrg Neukum博士在此感谢Wolfgang Horn（Dilas Diodenlaser公司）、Chul S. Lee博士（巴斯夫公司）、Rick Davis（Rofin-Sinar公司）以及Alexander Savitski博士（Baxter集团）的帮助，因此才得出本文所述结论。

苏北人

激光远程飞行切割纺织物时间:2010-04-22 12:34　　  对纺织物、聚合物薄膜或其他一些复合材料的切割，越来越需要更具柔性、成本效率更高的加工技术。从当今的市场趋势中不难发现，机械模切正逐步被激光切割所代替，也就是所谓的数控模切。
        与传统的模切系统相比，激光切割技术具有很多优点，主要原因是激光切割不需要模具。由此避免了购买各种模具的成本，或制造模具产生的延期。另外，机械模切系统还存在许多自身的局限性，这源于其通过切割工具与材料之间的物理接触进行加工的特性。不需模具的激光切割系统还能灵活加工薄片型的材料，这也是它的另一大优点。以上可以解释为何激光切割系统能带来更高的生产效率。
        与激光切割的金属材料相比，织物的熔点更低，因此对激光束的强度要求不高，只要功率在几百瓦的连续波激光器都能用。然而，目前的开发主要集中在如何提高切割速度以降低循环时间上。  
        除了要减少循环时间外，激光切割在改善生产效率及其加工技术本身还是存在很多优点的。因为激光切割是一种热分离过程，加快切割的速度可以减少切口附近积累的热量。        

        典型的激光切割机是一种能令激光束、材料板件（或两者），同时在XY轴坐标上移动的龙门加工系统。由于这种结构，作用在物体上的激光焦点在加工小轮廓、弧形或几何图形时，必须降低加工速度或光束路径的精度。

        一些生产商采用了克服这种局限性的一些方法，例如他们将重轴驱动器与刚性的机器结构结合，将轻质机器结构和纤维增强材料部件或多层切割技术（2-30层的织物同时切割）相结合。

        德国弗劳恩霍夫材料和光束技术研究所的科学家指出了上面解决方案的局限性，并进行了相关的研究，以证实用于激光打标的振镜技术是否也能被用于激光切割织物。
         
　　新的解决方案：远程技术
        为解决机械动态性受限的问题，需要采用高动态的光束偏转，由电机驱动的可移动的反射镜可以对光束进行定位。由于这些反射镜重量轻，可通过光学扫描振镜进行操作，即使在高切割速度的情况下，光束的移动定位也能保持精准。最高能实现10g的加速度。这样的动态性能仅在无切割气体的情况下可以实现，在切口上的残余材料需要被完全气化掉。

        远程加工特别采用带连续波辐照的激光器，其激光功率可达到数千瓦。工作行程最大能达到2米，加工区域能达到1米×1米。更高的激光功率与更长焦距相结合，提供了更高的光束质量，因此在织物加工中能实现每秒切割数米的切割速度。
         
　　高效生产安全气囊
        如今，越来越多的汽车都安装了各种各样的安全气囊，以保证乘客的安全。这些五花八门的安全气囊需要用到高度灵活及高效的系统工程。安全气囊部件的切割多半是在需要辅助气体的激光切割下完成的。由于是热切割，所以加工通过织物边缘融化实现，没有磨损。

        近几年来，由于多层切割系统的发展，激光织物切割的生产效率得到了极大地提高，能同时切割最多30层。然而，这项技术非常复杂，因为分离出单独的层是绝对必需的，尤其是该层可能已经被夹层分开过。因此，每一层的切割质量是不同的，根据质量要求，需要适当减少层的数量。

        由于多层切割存在一些缺陷，科学家们开始寻找新的制造解决方案，如远程激光切割技术。

        常见的远程系统由扫描光学元件组成，将其安装在被加工材料上方。通过扫描镜片来控制光点的运动。操作距离、加工范围、焦距间的关联比较复杂，而且能加工到的材料范围也会影响最终结果。

　　　　　　　　　　　　

图1、一种新系统可使织物在光学扫描仪下　　　　　　
方连续不断地移动，通过来回摆动光学扫描
镜片，实现整个材料宽度区域内的加工。


        现有一项由德国Held Systems公司研发的技术——连续移动扫描光学元件下方的织物，并来回摆动扫描光学振镜，以覆盖到整个的织物范围。这项技术使得即使在只有一个扫描头和一台激光器的情况下加工宽度很大的织物也能成为可能。图1描绘了该设备的概念图，该技术已由德国弗劳恩霍夫材料和光束技术研究所开始工业化。现在，新一代的安全气囊激光切割系统诞生了，它的体积小，具有灵活性而且生产效率高。


图2、CONTILAS 2500 2Sc代表了全新一代
的安全气囊激光切割系统，它具备高度紧凑的
外形，具有灵活性，生产效率高。


        图2展示了Held CONTILAS 2500 2Sc系统，它包含以下各种部件：带换辊装置的松紧单元，用于连续传输织物的材料进给装置，通过切割区域的织物传输带，一个封闭的带有排气系统的安全加工区域，一个或以上2kW二氧化碳板条激光器，一个或以上工作区域达到1平方米的高功率光学扫描头。

        通过使用这种机器进行单层切割，可以不用在织物层之间添加其他单独的材料（锡箔，纸），也减少了人员分离这些材料的时间。即使是单层激光切割，若采用两个扫描头系统，其输出功率相对单个扫描头能提升10%-100%，具体取决于切割的轮廓和长度。与多层切割系统相比，机器的占地减少到1/3，嵌套达到7米长。该机器比多层加工系统更牢固，它配备了交换桌和排气系统。
         
　　切割安全气囊
        Held CONTILAS 2500 2Sc机器的概念是具有优异的可扩展性和模块化。此外，它可以切割一次成型的单片织网材料（OPW）。这种气囊的生产是一种多层加工技术，能同时缝制多层织物材料，这也呈现了未来气囊技术的发展趋势。

        对单片织网切割机来说，重要的挑战就是需要能自动修复面料的不平整，比如收缩或变形。物体上的参照点需要通过拍摄系统获取，然后操作软件对监测到的位置进行分析，针对实际的物体属性重新计算光束的运行轨迹。


         
图3、一种具有CAD/CAM功能的离线软件
系统，可供用户独立开发嵌套排样，并设计
激光切割的路径程序。

        
        优化离线工艺的运动计划工具
        将多轴系统与不同的机械、动态属性相结合，需要高智能的运动分割。在此，最高的物料速度是主要的考虑因素。将激光束移动的参考路径在扫描头轴向运动和数控主轴运动之间进行分割，可以在被切割的不同部分之间以最短的时间定位。一款配备CAD/CAM功能的离线软件系统就是为CONTILAS技术专门开发的，可供用户独立开发任何嵌套排样，及机器的运行路径程序（见图3）。通过图形互动菜单导航，可以将不同的切割轮廓进行分段，其他的技术参数，比如切割速度和激光输出功率也得到定义。这种优化的计算程序已经被成功运用到其他一些有冗余轴系统的机器中。
         
        结论
        远程飞行切割技术使加工各种轮廓和不同宽度的材料成为可能。通过将不同的动态和机械参数与轴系统相结合，可以进一步改善该技术，这样，与传统的切割技术（如冲裁或机械切割）相比，激光切割技术更具优势。这项系统概念可将受到空间限制的高动态光束反射技术移植到更广阔、平坦的应用领域，比如：柔性薄膜切割，皮革或纸张的切割，焊接热交换器板，切割覆盖面料和填料。（作者：Annett Klotzbach，Achim Zinke  ）
         
        本文作者Annett Klotzbach是德国弗劳恩霍夫材料和光束技术研究所的项目主管（电邮：