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古有花木兰替父从军保家卫国,巾帼不让须眉。
而今更有许多杰出的女科学家,为祖国的发展,毅然投身科研事业。
其中一位被誉为“激光女神”的科学家,成功帮助中国突破了西方技术封锁,被美国专家称为“比核弹还恐怖的女人”。
那么这位“激光女神”到底是何方神圣?又取得了怎样的成就呢?
激光武器
公元前214年,古希腊叙拉古城被古罗马舰队围困。
物理学家阿基米德巧妙地利用透镜的聚焦性,把光的能量聚集起来,烧毁了古代罗马舰队的船帆。
虽然这场“光战”的真实性存疑,但是它却给人们描绘了一幅,利用光能量为武器的梦幻画面。
20世纪初,爱因斯坦证明了光子具有波粒二象性,并提出了“受激辐射”理论,这便是激光技术的原理。
1960年7月,美国物理学家西奥多·梅曼,在加利福尼亚的休斯空军试验室,进行了人造激光的试验,第一台红宝石激光器在此诞生,
世界上第一道人工激光仅存在了三分之一秒,却拉开了人类文明史上一个崭新时代的序幕。
武器制造商,看中了激光武器的高能量、单色性以及出色的方向性等优点,将其广泛应用于多种武器系统。
在20世纪70年代,美国“宝石路”激光制导炸弹,在越南战争中大放异彩。
据统计,1972年到1973年,美国海军在越南河内及沿海地区投下的“宝石路”,其命中率达到48%,而以前所用的炮弹命中率只有5%。
这是人类首次将激光技术应用于制导炸弹,并对战场产生了颠覆性的影响。
这项技术的突破,不但使人类了解到了光能的威力,同时也为各国研制出激光武器,带来了希望和动力。
现代战争某种程度上可以说是经济战争。
而在军事上,激光技术带来的激光武器可以大幅度降低战争成本。
因为,激光武器的成本要比其它武器低得多。
根据美国方面提供的数据,一发激光武器的成本只有几千美元。
在现阶段,发射一次激光的预算,只有发射一次导弹的几百分之一,未来甚至可能降到几千分之一。
激光武器的攻击速度可达三十万千米每秒,在高速之下还具备极强的精准度,几乎可以实现一瞄即中。
在限制核武器的时代,激光武器无疑成为了最佳选择。
这些优点不仅使得激光武器在经济上更具吸引力,同时也强化了其在战场上的优越性,为未来军事行动提供了更为灵活和高效的打击手段。
激光武器蕴含巨大潜力,成为各国争相谋求的军事制高点。
如果这项颠覆性的技术能够投入实战,那么将会对未来的战争形式产生深远的影响。
谁能在竞争中抢先一步,谁就有希望在新一代战争中掌握主动权。
为了争夺激光武器的制备和运用优势,各国纷纷投入巨资。
在上世纪90年代初,仅美国就投入了高达90亿美元,用于激光武器的发展。
与此同时,苏联、英国、法国等国也在军舰上,展开了激光武器的实战测试。
这一时期的投资和实验表明,虽然激光武器在技术上还不够成熟,但是它的优势和发展空间是巨大的。
随着科学技术的进步,激光武器必然会在未来的战争中占据重要地位,并为整个世界的军事格局带来改变。
各国都对激光武器,在未来战争中的潜在作用充满信心,迅速推动了激光武器技术的研究和发展。
基于此背景,中国就出现了一位打破美国科技封锁的“激光女神”——侯静,美国专家称她为“比原子弹还可怕的女人”。
投身科研
1971年,侯静出生于辽宁一个普通的家庭。
从年幼时开始,侯静就和很多同龄的女孩子不太一样。
玩洋娃娃、穿小裙子、唱歌跳舞……这些被大人们认为是女孩子应该喜欢活动,她统统不感兴趣。
她的童年日常,是玩具枪,是军事书,是警察抓小偷的游戏。
侯静自小就有一个“军营梦”,成为一名光荣的军人,报效祖国,这是她的理想。
父母只当作这是小孩子一天一变的梦想,但侯静从很小开始,就在为自己的理想而努力了。
从小到大,她格外注重体能锻炼,同时在学业上也从未有过丝毫的懈怠,一直到高中都是名列前茅。
1993年,侯静如愿以偿地考上了中国国防科技大学物理学专业,开始了她的科研人生之旅。
在大学的这段时间,侯静更加用功,面对问题时总是坚持“刨根问底”的精神。
凭借这样的求知精神和勤勉努力,她成了班里的尖子生,受到了导师们的一致称赞。
在本科的四年里,侯静的成绩一直名列前茅。
因此毕业之后,她就以国防科技大学第一批联合培养生的身份,被保送进入中国科学院继续深造。
当时,她的导师是著名的光学专家姜文汉。
姜文汉
姜文汉院士是我国著名的光学专家,是自适应光学技术研究的奠基人,为我国光电科技的发展立下了汗马功劳。
有如此名师的指点,似乎是在侯静心中种下了一颗种子,为她日后从事激光研究埋下了伏笔。
侯静在获得博士学位之后,就回到了国防科技大学任教。
她本来是打算留在母校,继续为国家培养更多的人才,却不想学校的一次学术交流,彻底改变了她的人生道路。
在2002年的一场学术会议中,她结识了赵伊君院士,也就是国际知名的激光科技专家。
在我国的激光学领域,赵伊君院士可以说是泰斗级的人物,是我国高能激光技术与工程领域的开创者和奠基人之一。
赵伊君
在与赵伊君院士的交流中,赵伊君介绍了未来光电对抗的“完美光源”——超连续谱光源。
超连续谱光源是一种特殊的光源,具有覆盖光电传感器设备整个工作阶段的能力。
与其他光源不同,超连续谱光源的特点,在于其能够产生连续的光谱,而且这个光谱范围非常广泛。
这使得它在光电对抗中具有独特的优势。
具体而言,超连续谱光源能够涵盖,从可见光到红外光的大部分波长范围。
这样的广泛光谱覆盖,使得它可以应对不同种类的光电传感器。
无论目标使用何种频段进行探测,都难以逃避超连续谱光源的照射。
此外,超连续谱光源的特殊设计,使其难以被传统的防护手段所遏制,增强了其在光电对抗中的威力。
因此在军事应用方面,超连续谱光源被认为是一种理想的光源,尤其是在干扰和欺骗敌方光电传感器方面具有显著的优势。
其无法进行有效防护的特性,使得敌方难以采取有效手段对抗,从而在战场上产生更为显著的影响。
赵伊君院士说道:“超连续谱光源,能够覆盖光电传感器设备的整个工作阶段,且无法进行防护,可以说是未来作为光电对抗的完美光源。”
可当时的侯静,对于赵伊君院士口中的这个“完美光源”一无所知。
但当她敏锐地认识到“超连续谱光源”在军事上的巨大潜力和应用前景后,便下定决心要以此为未来的研究方向,为我国的科技发展贡献力量。
然而侯静并没有激光技术的专业知识,因此可以说是从零开始进行学习。
在这个过程中,她逐渐攻克了一个又一个晦涩难懂的专业名词,深入了解了一个又一个复杂的技术原理。
在几乎没有任何基础的情况下,侯静通过坚韧不拔的努力,最终成为了激光领域的专业人士。
技术突破
然而,当时国内在超连续谱光源技术和设备方面,与发达国家相比,还存在相当大的差距。
为了追求更深层次的研究和更卓越的科研成就,侯静在2007年积极争取到了,前往英国巴斯大学深造的机会。
这一决定,将她引向了一个全新的学术世界。
踏上异国求学之路,侯静不仅面对着学术上的挑战,同时还得克服文化差异和离家的思念。
在巴斯大学的留学经历,成为她未来在“超连续谱光源”研究领域,取得突破性成就的重要基石。
侯静毕业后,不但提出了光谱控制的新方法,还积极提出了合作开展“光谱可控的高功率超连续谱光源”研究的构想。
成为激光技术研究室主任后,侯静全身心地投入到了研究中。
项目的顺利开展,不但实现了重大的技术突破,而且为国防科技大学在国际科研协作方面赢得了赞誉。
在侯静的引领下,激光技术研究室成为国内激光技术领域的佼佼者。
不仅为我国在超连续谱光源领域的科研事业,做出了卓越的贡献,也为整个激光技术领域注入了新的活力。
虽然面对美国全方位的技术封锁,但侯静和她的团队通过努力,最终使得中国在超连续光谱领域取得了重大突破。
在短短几年的时间里,侯静率领的研究小组攻克了多项核心关键技术瓶颈,以高平均功率和全光纤化为攻关目标。
2016年,侯静的研究团队取得了突破性进展,成功研发出两种新型金属光子晶体光纤,使中国成功掌握了具有自主知识产权的,高功率“超连续谱光源”技术。
同时,侯静带领团队解决了激光散射问题,使得激光武器在战斗速度上每秒超过30万公里,大大提升了远距离发射激光武器的威力。
这一结果不但打破了美国所创造的纪录,还引发了世界范围内的广泛关注。
侯静所带领的研究小组,在短时间内取得的巨大成功,不仅是对美国技术封锁的突破,也缩小了中美在激光领域三十年的技术差距,使中国在该领域跃居世界领先地位。
应用成果
2012年,中国成功研发出激光武器,具备在地面上打击太空中卫星的能力,引起了世界的震惊。
美国专家因此称侯静为“比核弹还恐怖的女人”,她成为中国军事科技领域的杰出代表。
侯静和她的研究团队的成果,为中国的军事和工业领域带来了巨大的变革。
例如名为“沉默猎手”的激光防空系统,就充分利用了侯静的研究成果,具备强大的性能和先进的技术。
“沉默猎手”激光防空系统的激光武器,专门用于拦截大批低空无人机,最大射程达到4000米,功率高达30千瓦,甚至可以穿透800米外5层2毫米厚的钢板。
这一系统在实际应用中,展现了出色的拦截能力和高效性,成为中国军事领域的一项重要创新。
中国研发的激光武器中,尤为引人瞩目的是“死光A”激光发射装置,它具有极高的能量密度,被设计用于击毁敌方人造卫星、太空站以及宇宙飞船。
这一武器的代表性在于其射程可达3万公里,威力巨大。
实验证明:“死光A”在锁定目标的瞬间到摧毁并击穿敌核潜艇仅需2.5秒,持续照射5.2秒后,潜艇便出现层裂、融化甚至气化,整个摧毁过程不到1分钟。
可见中国激光武器,在技术水平和性能方面的卓越表现,已经走向了世界的前列。
侯静引领的激光技术,不仅在军事领域取得显著成就,同时在民用领域,也展现出越来越重要的作用,带来了显著的社会效益。
在工业方面,激光技术以其高效的特性,如泥削铁的能力和卓越的精度,为航空、激光切割和焊接等领域,带来了巨大的发展机遇。
这种技术的引入不仅提高了生产效率,还推动了工业制造的现代化和智能化,为行业的可持续发展注入了新的动力。
在生活方面,激光技术在多个行业中都发挥着积极的作用。
从激光美容到激光工艺,它为人们提供了更为低成本、高回报的选择。
这不仅让民众享受到更便捷、高效的服务,还促使了相关行业的创新和发展。
侯静的研究成果,只是中国激光武器领域发展的冰山一角,而未来更为强大和实用的激光武器正呼之欲出。
每一位科研人员的努力和每一项研究成果,都会成为祖国伟大复兴道路上的强大助推器。
参考文献
[1]张鸿雁,徐锦,李言俊等.战术激光武器的应用与分析[J].激光与红外,2007:204-207.
[2]国防科大侯静:如磐信念点亮“强军之光”[J].科学家,2016,4:24-25.
[3]侯静:在激光世界征战[J].学苑创造,2021:14-15.
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