美国防部投入750万美元资助新型激光技术研发

美国亚利桑那大学和中央佛罗里达大学的光学科学家已经发展了一种技术，能够发送高强度激光束，通过大气层比当前可能到达的距离更远。研究仍处于实验室阶段，但终有一天能够引电放电，例如使闪电远离建筑物。

当今，基于现代技术产生的高强度激光没有几英寸距离就消失了，如果聚焦好的话也只能达到几英尺，这是由于衍射——当棍子插入水中时看起来是“弯曲的”作用相同。这使得它们的应用距离太短，不能用于转移闪电。突破来自在高强度主激光束中嵌入低强度次激光束。当主激光穿过空气时，次激光——称作套装光束（dress beam）——以其能量为主激光补充能量，并支撑其投向比以前能够达到的更远的地方。

领导实验工作并发表成果的亚利桑那大学光学科学学院的助理教授Maik Scheller说：“想象一下两架飞机一同飞行，一架小型战斗机由一架大型加油机伴飞。就如同在飞行中加油机为战斗机空中加油，从而极大的扩展了战斗机的航程一样，我们的高强度主激光脉冲由次激光脉冲相伴—— 套装 光束——提供定常能量补给来补偿主激光束的能量损耗，使其从发光处起传播到更远的地方。”

美国国防部准予投入750万美元的经费给予亚利桑那大学数学和光学科学教授Jerome Moloney所领导的研究团队，支持这项新技术的发展5年之久。Moloney领头进行多学科、多机构研究，努力探究极短激光脉冲，专注在大气层中它们的影响和改进使它们传播到数千米的方法。Moloney表示，随着对脉冲了解的不断完善，将创造出全新等级强健激光束的根基，在克服大气湍流、云中水滴、薄雾和雨水所造成的散射方面更为有效。这种光束能够用于超远距离探测系统上。不同于常规的激光，此研究中的激光爆发把极高的能量放入到非常之短的、以飞秒（百万分之一秒的十亿分之一）计的时间间隔中。

Scheller说：“通常，如果你发出激光到空气中，它受限于线性衍射。但如果能量足够高，并浓缩聚集到几个飞秒中，创造出极高强度的光爆发，由于自聚焦而以不同的方式通过空气传播。难题是这样也会造成空气的离子化，产生等离子体，如此一来激光就会损失能量”。换句话说，就好比飞机耗尽燃油。丝状光束走不了多远是因为能量损失，最终导致激光的消散。在Scheller的研究中使用了套装光束克服了这个限制。“我们使用了两种不同性质的光束：一种是高强度产生丝状光束的经聚焦的中央光束。另一个是围绕它的是一种远程几乎为定常强度的光束。结果是套装光束以近乎线性的方式传播。”