美拟研发小型高效紫外激光器用于生化探测

2014-3-11 15:25 来源: 中国新闻网
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        美军的生物联合防区外检测系统(JBSDS)。JBSDS是防区外化学与生物威胁监测的应用实例,利用激光雷达(LIDAR)来探测一定距离外的气溶胶。DARPA希望通过LUSTER项目开发出小巧的大功率紫外激光器来实现类似功能。

        据报道,美国国防高级研究计划局(DARPA)启动了一项新研究,旨在开发出一种结构小巧、性能可靠的紫外线探测设备。

  该研究项目名为“战术有效的拉曼紫外激光光源”(LUSTER)。DARPA向业界寻求设计方案,以开发结构紧致、高效低成本、可灵活部署的深紫外(deep UV)激光生化战剂探测新技术。这种新技术可以节省空间、降低重量和功率需求,也比当前的同类装置要敏感很多。DARPA的目标是:新紫外激光器的体积不超过目前激光器的1/300,同时效率提高10倍。

  拉曼光谱分析是利用激光来测量分子振动、从而迅速准确地识别未知物质的方法。紫外激光的波长特别适合进行拉曼分析,但美国国防部当前所使用的战术紫外线探测系统体积庞大、价格昂贵,其性能也有限。

  DARPA项目经理丹?格林介绍说,目前探测系统的体积和重量太大,需要用卡车运送,而LUSTER项目的目标是开发出具有突破性的化学与生物战剂探测系统,可以单兵携带,并且效率大幅提高,同时,DARPA希望新系统的价格也能在目前探测系统价格基础上“抹去几个零”。

  目前“紧凑型中紫外技术”(CMUVT)项目已经完成,DARPA希望在此基础上研制LUSTER。CMUVT项目研发出了创纪录的高效大功率中紫外线发光二极管,紫外线波长接近LUSTER的紫外光波长。 但发光二极管对化合物识别的灵敏度有限,因此DARPA希望LUSTER项目能够开发出新的激光技术,使其准确度和灵敏度不低于当前昂贵的激光系统,而其稳定性和成本又与发光二极管相当。

  格林透露,除了用于探测战场或国内大规模恐怖袭击中可能出现的化学与生物战剂,紫外激光器还有许多其他用途,例如医疗诊断、先进制造和紧凑的原子钟。

  LUSTER项目可考虑采用多种不同的技术方法,只要他们能够发出220-240纳米波长的深紫外光,其功率输出大于1瓦,功率转换效率大于10%,导线宽度小于0.01纳米。