最近，美國陸軍研究實驗室計算與信息科學理事會（CISD）的智能光學團隊及其合作伙伴開發(fā)、設計、演示并交付了世界上首個已知可工作的自適應相位光纖激光相干陣列系統(tǒng)，這將使士兵在戰(zhàn)場上使用的定向能武器和激光通信系統(tǒng)更加有效。
這一智能光學團隊的主要成員包括：電子工程師劉江博士、物理學家Leonid Beresnev博士，以及電子技術專家Gary Carhart，他們均來自CISD的大氣遙感分會。
美國陸軍研究實驗室（ARL）、國防先期研究計劃局（DARPA）、麻省理工學院林肯實驗室，以及各種學術合作伙伴間的合作協(xié)議，促進了自適應相位光纖激光相干陣列系統(tǒng)的發(fā)展。
最近，對于DARPA在21元光學相控陣系統(tǒng)開發(fā)項目中所取得的成功而言，ARL的努力非常重要。在該項目中，ARL開發(fā)并提供了低功率和高功率光纖子孔徑，以及包括控制電子和操作軟件在內(nèi)的其他關鍵部件。
此次自適應相位光纖激光相干陣列系統(tǒng)的演示是DARPA“神劍”項目的一部分，該項目的總體目標是發(fā)展光相控陣相干技術，以推動可擴展的激光武器的發(fā)展。
光纖激光陣列系統(tǒng)已歷經(jīng)十多年的研究與試驗，包括用于多通道（7～19）光纖激光子孔徑陣列的相位鎖定和光束合成功能。ARL正在申請該系統(tǒng)和該系統(tǒng)相關的專利。
結(jié)合相位鎖定和補償機制，諸如系統(tǒng)振動和大氣湍流等物理干擾將不會影響激光束的運行。
光纖激光陣列系統(tǒng)使用多激光束尾部的內(nèi)部干擾反饋，以替代常規(guī)的置于激光束輸出通道的分束器傳感器，這使得系統(tǒng)提供的總能量與單片單孔徑激光相同，但在合成光束的中心其能量密度卻高出多倍。
這種體系結(jié)構可使系統(tǒng)在尺寸、重量和成本方面比現(xiàn)有激光武器系統(tǒng)顯著降低多倍，同時還能夠提供相同的功率。
將名為“隨機并行梯度下降”的創(chuàng)新型高速控制算法用于控制光束和想干相位、補償大氣湍流，以及最大化激光輻照度。ARL也正在為此申請專利。
該系統(tǒng)將為戰(zhàn)場上的士兵帶來巨大好處。
該系統(tǒng)架構還將使激光武器系統(tǒng)更加有效、更具殺傷力，更加機動化和易部署，因此，美國陸軍可將其作為一種定向能激光武器系統(tǒng)而廣泛應用于包括地面和空中在內(nèi)的所有平臺。
此外，該陣列的輸出光束還可被用作為一種對抗系統(tǒng)，對敵方的導彈和偵察等傳入威脅實施快速與精確的破壞。 |
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