оптическом диапазоне системы связи и локации принципиально могут быть более экономичными. При меньших мощностях передатчиков можно достигнуть больших дальностей действия. Кроме того, высокая направленность оптических излучений позволяет получить соответственно в тысячи раз большую точность определения угловых координат, лучшую разрешающую способность. Появляются также неограниченные возможности для передачи информации: в диапазоне световых волн может быть размещено, например, несколько десятков миллионов телевизионных каналов.
В зарубежной печати отмечается, что свойства квантовых генераторов позволяют по-новому решать целый ряд задач в области локации, управления и связи и, кроме того, разработать принципиально новые виды вооружения.
В настоящее время разработано несколько типов оптических квантовых генераторов. Наиболее распространен квантовый генератор на рубине. Он включает в свой состав рубиновый стержень, расположенный между двумя зеркалами и подсвечиваемый лампой-вспышкой. Эта лампа переводит ионы хрома, находящиеся в кристаллической решетке рубина, в возбужденное состояние. При возвращении в исходное состояние они вызывают излучение, выводимое через одно из зеркал, которое делается полупрозрачным. В качестве рабочего вещества, кроме рубина, могут быть использованы и другие материалы, например стекло с присадкой редкоземельных элементов и некоторые смеси газов.
Оптические квантовые генераторы делают лишь первые шаги. Как отмечалось в печати, существующие за рубежом образцы еще недостаточно совершенные устройства и не достигли всех предсказываемых теорией возможностей. Пока крайне мал коэффициент полезного действия генераторов — всего около 1 %. Поэтому большой интерес за рубежом вызвало появление в прошлом году оптических квантовых генераторов на полупроводниках, которые не требуют лампы-вспышки и непосредственно преобразуют электрический ток в индуцированное излучение.
Большинство зарубежных специалистов высказывают мнение, что оптические квантовые генераторы найдут практическое применение прежде всего в системах космической связи. Минимальная ширина луча, которая при этом может быть достигнута, составляет доли угловой секунды. Для создания столь узких лучей в сантиметровом диапазоне радиоволн потребовалась бы антенна диаметром в несколько километров! Высокая концентрация энергии в системах связи с оптическими квантовыми генераторами, как полагают, обеспечит чрезвычайно большую дальность действия. Подсчитано, например, что при мощности передатчика всего в одну тысячную ватта дальность связи в космосе может достигать миллиона километров.
Высокая направленность излучения оптических генераторов практически исключает возможность перехвата сообщений и создание помех. Однако считают, что такие линии связи потребуют автоматических систем ориентации антенн передатчика и приемника. Следует иметь также в виду, что в нижних слоях атмосферы дальность действия систем оптического диапазона существенно сокращается из-за поглощения и рассеяния световых лучей в облаках, тумане.
Широкое использование оптические квантовые генераторы найдут при создании локационных систем с высокой точностью определения координат. По мнению зарубежных специалистов, такие локаторы необходимы для перехвата космических и воздушных целей, решения задачи встречи космических кораблей, для монтажа межпланетных станций и ряда других задач. Отмечалось, что при малых секторах обзора вследствие высокой направленности излучения локационные системы с квантовыми генераторами могут обеспечить значительно большую дальность действия, чем обычные радиолокаторы. Кроме того, указывалось, что в оптическом диапазоне можно создать локаторы, позволяющие производить измерение скорости движущихся объектов с очень большой точностью (до нескольких сантиметров в секунду).
Оптические локаторы могут быть применены и в качестве портативных дальномеров в сухопутных войсках, авиации и на флоте. Несколько подобных образцов изготовлены, например, в США. Они позволят быстро и с высокой точностью определять расстояние до любых целей и тем самым существенно повысить эффективность оружия. Новые дальномерные системы, как отмечалось, можно использовать при точных картографических съемках местности и для измерения высоты полета летательных аппаратов.
Изучаются также возможности использования оптических генераторов для подводной локации и связи. Особый интерес к этой области зарубежные специалисты стали проявлять в самое последнее время, после разработки квантовых генераторов, работающих в сине-зеленой области видимого спектра, слабо поглощаемого водой. Ожидают, что с помощью достаточно мощных генераторов можно достигнуть дальности подводной связи в несколько сотен метров.
Наиболее сенсационный характер носят сообщения зарубежной печати о возможности использования оптических генераторов для создания лучевого оружия, якобы способного мгновенно поражать различные цели. Подобные идеи возникли после первых лабораторных опытов, во время которых световым лучом прожигались отверстия в кусках металлов и алмаза. На основании этих опытов стали высказываться предположения об использовании оптических квантовых генераторов для поражения живой силы и техники, в частности ракет, самолетов, танков. В США с этой целью изучается разрушение материалов под действием светового излучения. Ряд фирм занят исследованиями, связанными с созданием квантовых генераторов с чрезвычайно высокой выходной энергией. Вынашиваются планы использования космических платформ для размещения на них лучевого оружия, предназначенного для уничтожения баллистических ракет. Имеются высказывания даже о том, что с баз, расположенных на Луне, «можно поражать вражеские объекты, расположенные на Земле, с помощью лазерных лучей смерти».
Однако некоторые зарубежные специалисты, например профессор Ганс Тирринг, считают, что для практической реализации идеи лучевого оружия, предназначенного для поражения боевой техники, потребуется увеличение энергии светового излучения более чем в миллион раз. По мнению ученого, кроме сложности проблемы достижения столь колоссальной энергии, существует еще не менее трудная проблема наведения узкого луча на цели, находящиеся на расстоянии десятков километров. Что касается поражения с Луны объектов, расположенных на Земле, эту идею Тирринг считает фантастической. Он полагает, что в данное время энергия оптических генераторов достаточна лишь для ослепления солдат на поле боя.
Как видно, для квантовой электроники характерно чрезвычайно стремительное развитие. Если вчера о квантовых устройствах говорили в порядке предположений, то теперь некоторые из них уже существуют. Несомненно, дальнейшее использование квантовых генераторов станет важным шагом в развитии многих отраслей военной техники.
ИНФРАКРАСНЫЕ ПРИБОРЫ В КОСМОСЕ
Триста лет назад был произведен чрезвычайно простой эксперимент, последствия которого сейчас трудно переоценить. В 1666 г. Исаак Ньютон пропустил солнечный луч через призму и установил, что белый видимый свет неоднороден — он разлагался в спектр, игравший всеми цветами радуги. В 1800 г. английский астроном Вильям Гершель, открывший планету Уран, исследовал с помощью обычного ртутного термометра распределение энергии в солнечном спектре. Продвигая термометр от фиолетовой части спектра к красной, Гершель увидел, что столбик ртути поднимается все выше и выше. Вот термометр уже на самом краю солнечного спектра. Он освещен красными лучами и показывает максимальную температуру. Больше передвигать его некуда: спектр солнца обрывается, за красным концом — темнота…
Но Гершель продвинул термометр дальше, за красный участок, в темноту. Теперь ртуть ничем не освещалась. Можно было предположить, что термометр начнет остывать и ртутный столбик поползет вниз. Но что это? Столбик ртути повел себя, по меньшей мере, странно. Он не только не пошел вниз, но, наоборот, медленно пополз вверх, показывая, что какие-то лучи, не видимые простым глазом, продолжают нагревать его. Оказалось, что солнце испускает не только видимые глазом лучи, но и еще какие-то, на которые человеческий глаз не реагирует. Их назвали инфракрасными, т. е. лежащими за красным концом солнечного спектра.
Позже было установлено, что инфракрасные лучи отличаются от видимых только большей длиной волны. Принято считать, что видимый диапазон спектра лежит в пределах длин волн от 0,38 до 0,78 мк (1 мк = 0,001 мм). Глаз человека как бы выхватывает из всего многообразия электромагнитных колебаний именно
