Laser Trung Quốc hoạt động ổn định từ -50°C đến 50°C
Các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển thành công một loại vũ khí laser sợi quang công suất 2 kilowatt (kW) có thể hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cực đoan, từ -50°C đến 50°C.
Đặc biệt, hệ thống laser này không cần các thiết bị làm mát hoặc sưởi chuyên dụng, mở ra khả năng sử dụng linh hoạt tại bất kỳ địa điểm nào trên Trái Đất – từ Bắc Cực lạnh giá cho đến sa mạc Sahara khô nóng.
Nếu thông tin này được xác thực, đây sẽ là bước đột phá đáng kể, vì hầu hết các hệ thống laser cùng cấp hiện nay đều cần đến các thiết bị làm mát cồng kềnh, như máy điều hòa công suất lớn đặt trong container.
Thiết bị mới được thiết kế để phục vụ cả trong lĩnh vực quốc phòng và công nghiệp.
“Chúng tôi đã đạt được bước đột phá công nghệ trong việc phát triển laser sợi quang có thể hoạt động trong dải nhiệt độ rộng,” ông Chen Jinbao, Phó Chủ tịch Đại học Công nghệ Quốc phòng Trung Quốc – đơn vị dẫn đầu nghiên cứu – cho biết trong một công bố trên tạp chí khoa học Trung Quốc Higher Power Laser and Particle Beams vào tháng 7.
Từ lõi sợi ytterbium đến hiệu suất laser vượt trội
Theo tờ South China Morning Post (SCMP), công nghệ laser mới đạt được nhờ loạt cải tiến quan trọng. Trong đó, một thiết kế máy bơm laser mới giúp giảm sinh nhiệt, giảm nhu cầu làm mát.
Các diode bơm được bố trí thông minh (9 phía trước, 18 phía sau), chiếu sáng theo nhiều hướng để giữ cho hệ thống hoạt động ổn định ngay cả khi nhiệt độ thay đổi đột ngột.
Ngoài ra, công nghệ này còn tách các bộ phận nhạy cảm với nhiệt ra khỏi buồng phát laser chính để cách ly nhiệt tốt hơn. Phần làm mát được tập trung vào lõi sợi có đường kính khoảng 8 cm, giúp triệt tiêu các tia sáng phụ không mong muốn, giữ cho chùm tia ổn định.
Điểm then chốt nằm ở lõi sợi được pha ytterbium – một nguyên tố đất hiếm có trữ lượng lớn tại Trung Quốc.
Ytterbium đặc biệt phù hợp với laser vì khả năng hoạt động trong dải nhiệt độ rộng và hiệu suất chuyển đổi năng lượng thành ánh sáng laser rất cao, đạt tới 71% trong hệ thống này.
Tổng hợp tất cả các yếu tố trên đã giúp nhóm nghiên cứu đạt công suất đỉnh 2,47kW tại nhiệt độ tiêu chuẩn 20 độ C, với chất lượng chùm tia gần như hoàn hảo – đủ mạnh để vô hiệu hóa drone và cắt xuyên nhiều loại vật liệu ở khoảng cách hơn 1km.
Ứng dụng quân sự và dân sự tiềm năng
So với các hệ thống laser quân sự truyền thống như HELMA-P (Pháp) và IDDIS (Ấn Độ) – vốn cần xe tải lớn để vận hành do hệ thống làm mát cồng kềnh – laser sợi quang mới của Trung Quốc nhỏ gọn đến mức có thể để vừa trong một chiếc vali.
Điều này khiến thiết bị trở nên lý tưởng cho các đơn vị tác chiến cơ động, UAV, hoặc triển khai trực tiếp trên chiến trường.
Không chỉ có ứng dụng quân sự, loại laser này còn hứa hẹn ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp cần đến cắt, hàn chính xác, chống drone cho nhà máy hoặc tại các địa điểm hẻo lánh không có điều kiện kiểm soát khí hậu.
Với việc Trung Quốc đang kiểm soát phần lớn nguồn cung ytterbium toàn cầu, nước này cũng nắm lợi thế lớn trong lĩnh vực công nghệ laser sợi quang.
Hiện tại, ông Chen Jinbao và nhóm nghiên cứu đang hướng đến mục tiêu tiếp theo: nâng cao công suất, mở rộng dải nhiệt độ hoạt động và tích hợp công nghệ vào các thiết bị bền vững hơn.
“Chúng tôi sẽ tiếp tục thúc đẩy các nghiên cứu thực nghiệm và phát triển kỹ thuật, hướng đến công suất cao hơn và khả năng hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt hơn,” ông nói thêm.
