【前沿动态】光计算机 | 150千瓦级激光器 | 超导纳米线单光子探测器 | 战场机器人 | 反无人机技术
俄罗斯光计算机计划取得重大进展
[俄罗斯卫星网1月4日报道] 俄罗斯西伯利亚地质学和矿物学研究所负责人近日表示，该机构科学家们已经成功生成改性金刚石，这标志着光计算机制造计划向前迈进了重要一步。
电子计算机是以电子输送信息，而光计算机是以光子输送信息。光计算机是利用纳米电浆子原件作为核心来制造，通过光信号来进行信息运算的，这种利用光作为载体进行信息处理的计算机被称为光计算机。
该机负责人尼古拉•波希林科表示，该机构已经能够将锗原子合成到金刚石晶格中。而这种材料是制造光计算机的关键。
执行多种单一功能的变换光学设备可以加以整合以构建复杂的光子系统，用于光通信、成像、计算和传感。
波希林科还表示，光学计算机处理器运行速度在比当前电子计算机快1千万倍。
俄罗斯科学家现在可以将锗原子合成到金刚石晶格中——其晶体结构——由碳原子组成的，用于制造锗晶体。这使得替换现有电子计算机的硅和砷化镓芯片成为可能。（中国国防科技信息中心
吴海）
通用原子公司计划在“复仇者”无人机上进行150千瓦激光试验
[据“无人机视野”网站2016年1月7日报道] 通用原子公司将在下月开始试验一种可能成为革命性的武器：150千瓦级激光器。空军特种作战司令部司令布拉德利•海托尔德中将（Bradley Heithold）在采访时对“最新防务”（Breaking Defense）表示，目前有几家公司正在研发激光武器，他们都引起了我们的关注。
通用原子希望，今后几年，空军特种作战司令部能够将该武器安装在AC-130攻击机上。他们还设想将一种源自其“高能液体激光区域防御系统”（HELLADS）的激光器安装在其新型喷气推进式“捕食者”C型（即“复仇者”）无人机上。
空军研究实验室（AFRL）和国防高级研究计划局（DARPA）将在新墨西哥州白沙导弹试验场进行实弹射击试验。在接下来的18个月里，“高能液体激光区域防御系统”（HELLADS）将向多种机载目标发射激光束。通过向稀土材料输送电力来激发电子并产生能量，它可以产生无声、无形、但灼热的光束。
通用原子负责激光项目的副总裁迈克尔•佩里（Michael
Perry）表示，HELLADS设计可以对抗火箭、火炮、迫击炮、巡航导弹、飞机，并可以防御地空导弹。在白沙试验场试验期间，试验目标可能包括真正的火箭、迫击炮和导弹。“我们将使用该系统打击广泛范围内的各种目标”。
正在白沙接受测试的系统因尺寸太大尚无法安装在飞机上。但通用原子公司已经研发了一种较小的、自成体系的第3代高能激光器，且正在研发更紧凑的第4代产品，以达成空军特种作战司令部司令海托尔德在2020年前将这种武器配备在AC-130攻击机上的目标。
海托尔德表示，AC-130激光器的潜在目标有很多。这种无声无形的激光束可以在拯救人质任务前使用，例如，暗中将其应用于敌方的机动车辆、船只、飞机或任何其它“机械装置”，令它们无法使用，这样敌人就无法转移人质或逃逸。这种激光器还可以用来中止或破坏敌方的通信。
海托尔德还表示，“我想在AC-130上装备该武器的原因是，当AC-130使用动能武器开火时，所有人都会知道它的位置。我想让它能够悄无声息地使目标丧失能力。”
他预计将在5架AC-130W上安装激光器。激光器使用飞机左侧的指示装置来进行瞄准，而且其用途为进攻。
空军研究实验室（AFRL）还在研发一种较小的激光器，一个正处于早期阶段的项目。该型激光器可安装在不大于标准600加仑外挂邮箱的吊舱中，用来保护F-16或F-15等传统战斗机对抗地空导弹的攻击。这种名为“自防护高能激光演示器”（SHiELD）的防御性激光器项目，是空军作战司令部司令霍克•卡莱尔（Hawk
Carlisle）的钟爱项目。
海托尔德表示，空军特种作战司令部一直在关注SHiELD项目，但现在已不再感兴趣于在飞机上配备防御性激光器这种颇具挑战性难度的做法，而是“希望SHiELD项目可以借鉴在AC-130上配备进攻性武器的做法”。
通用原子公司研制的第3代系统是完全自成体系的，它在约12英尺长、4英尺宽、2英尺高（合3.66米×1.22米×0.61米）的箱体里集成了激光系统、电力系统、以及热管理（冷却）系统。
佩里表示，提供机载激光器所需要的电源以及对该系统进行冷却是主要挑战，但仍不及激光在数英里之外将钢板灼烧成洞的壮举。他还表示，“做到这一点没有什么技术问题，问题在于效果和速度。”（中国国防科技信息中心
李勇）
美国采用新光电探测材料制备出高探测效率、低抖动的探测器
[据激光世界网站2016年1月5日报道] 位于美国博尔德的国家标准与技术研究所（NIST）、瑞士日内瓦大学、美国喷气推进实验室（JPL）、加州理工大学的研究人员共同开发创造了超导纳米线单光子探测器（SNSPDs）。该探测器采用了一种新型材料——二硅化钼（MoSi），可使探测器具有较高的探测效率（温度0.7 K，波长1542 nm时，效率为87.1±0.5%）和最小系统的抖动（76 ps，约为当前记录150 ps的一半）。由此，量子通信可以达到更高的比特率，在同一时间内发送更多的信息。
该研究采用电子束将纳米线融入到薄膜材料制备中。
新探测器在2.3
K温度下工作也达到饱和内部效率。新设计采用了NIST于2011开发的钨硅合金材料，性能得到提高，因为它可以在更高的温度（尽管仍然低温）和更高的电流条件下工作。温度越高，制冷约简易，同时大电流使系统抖动降低一半。NIST的研究人员将芯片嵌入到一个由金镜和其他惰性材料层制备的腔体中，提高了探测器的光吸收量和探测效率。
MoSi探测器效率（87%）几乎和钨硅探测器一样高（93%），但系统抖动显著低。
新一代高精度传感器是由NIST优先开发的。NIST的单光子探测器被广泛应用于世界各地实验。（工业和信息化部电子科学技术情报研究所
张慧）
美国和瑞士共同研发的双结太阳能电池效率突破记录
[据今日半导体网站2016年1月5日报道] 美国能源部下属的国家可再生能源实验室（NREL）与瑞士电子与微技术中心（CSEM）的科学家共同开发出双结III-V族/硅太阳能电池，将非集中太阳光（1个太阳强度下）转化为电能的效率创造了新纪录，该成果发表在“太阳电池效率表”上。
达到29.8%新转换效率记录的太阳电池是NREL将两种电池堆积构成的，其中上部分是由NREL开发的磷化铟镓（GaInP）太阳电池；下部分是由CSEM采用硅异质结（SHJ）技术开发的晶体硅电池。
NREL高级研究员戴维·杨称，“这是机械堆叠类电池的记录，双结器件的性能超过了晶体硅太阳能电池29.4%的理论极限。”
在标准太阳光照下，GaInP／SHJ串联电池的效率高达29.8%。
杨是论文《GaInP／Si双结太阳能电池在1个太阳下效率实现29.8%》（发表在IEEE光伏期刊上）的共同作者。来自NREL的合作作者还有斯蒂芬妮·埃西希，迈尔斯·斯坦纳，约翰·盖斯，斯科特·沃德，汤姆·莫里亚蒂，文森佐·拉萨尔维亚和保罗·斯坦丁斯。埃西希在第五次国际晶体硅光伏会议上发表了一篇题为“30%高效GaInP／Si叠层太阳能电池的进展”，受到CSEM的关注。
“硅异质结技术是当今叠层太阳能电池中应用的最高效硅技术。”CSEM光伏活动负责人克里斯托弗·巴里夫称。
“CSEM与NREL的科学家已证明底部使用硅异质结太阳电池的串联电池，顶部采用高性能电池，如NREL研发的GaInP太阳电池，可以实现30%的效率。”据CSEM晶体硅活动经理马蒂厄·迪斯贝斯称。
取得这项记录的关键是CSEM提出的新型双结太阳能电池结构设计。首次合作的结果进一步表明，通过组合NREL和CSEM的太阳能电池可以实现更高的效率。
该项研究工作的资金来自美国能源部办公室能源效率和可再生能源太阳计划（旨在实现太阳能比传统能源完全具有成本竞争力）以及瑞士联邦和nano-tera.ch倡议。（工业和信息化部电子科学技术情报研究所
张慧）
美陆军试验战场机器人
[法国航宇防务网2016年1月6日报道] 近日，美国陆军第25步兵师和陆军研究、发展和工程司令部（RDECOM）的相关人员在夏威夷东方发射训练场对机器人的战场作战能力进行试验，以利用其帮助士兵在战场上作战。
战场机器人应能提供情报、监视和侦察（ISR）能力，而不会伤害到士兵。此类技术应该是未来战场的发展趋势，而目前陆军第25步兵师也正在试验这一理论。
坦克车辆研究、发展和工程中心的代表约瑟夫亚历山大表示，此种训练活动已经成为一种演习，可解决太平洋地区“士兵多用途装备运输机器人”存在的一些基本问题。
亚历山大表示，机器人将在未来现代化的战争中发挥重要作用。陆军希望士兵在战场上（尤其是当其执行常规任务时）不会受到伤。智能机器人或者通过人员操作的机器人则可用来保证士兵的安全。
根据RDECOM的一份文章，美国陆军科学和技术顾问启动了这一项目，旨在部署能够从安全距离评估化学、生物、放射、核和爆炸物（CBRNE）的机器人。此外，由于机器人在模拟作战中能够将伤亡人员疏散至安全的地方，因此它们也已引起战斗医护人员的关注。
自由机动也是这一技术的目标。这一概念是指可将装备从士兵的背包中取出，并将其安装在有能力穿越丛林的机器人上。
RDECOM科学顾问德鲁唐宁表示，当使用自主技术时，必须让士兵和陆军领导层感到方便。目前这一技术比较简单。他希望今后当士兵越来越习惯使用机器人时，将会逐渐增强其能力。
预计未来士兵将与机器人联手并利用战术、技术和程序等共同执行作战任务。
唐宁表示，士兵非常具有创新型，他们将会找到使用机器人的方式，但是研究人员也会帮助他们在一个受控的环境中找出这些方式。(中国国防科技信息中心 申淼)
美军方测试反无人机技术
【美国《国防》月刊2月号(提前出版)报道】题：军方测试反无人机技术
为对抗敌人对小型无人机的使用有所增多的情况，军方希望研制能够更有效反击它们的技术。
据新美国安全中心去年6月的一篇文章称，当今有超过90个国家以及非国家参与者使用无人机。
位于华盛顿的智库新美国安全中心的资深研究员保罗沙雷说：“我们处于这样一种环境当中，在这种环境中，简易爆炸装置已经证明是对美国军队非常致命的。”现在，“我们正在着眼于这样一个世界，在这个世界里，简易爆炸装置正在来寻找我们，而不是担心会遇到简易爆炸装置。”
他说，无人机的增加所构成的威胁是“游戏改变者”，影响美国地面部队考虑保护措施的方式。沙雷说，他们“能够在过去50年里在不用担心来自空中的威胁的情况下作战”，因为美国空军一直十分占优势。“这开始改变这种情况”。
即使空军在高达3万英尺(1英尺合0.3048米)的上空占据优势，较小型的无人机也能够不在雷达范围内出现，这令它们难以被发现。他说，此外，美国军方也不会用F-22战斗机去击落一架业余爱好者的无人机。
沙雷指出，士兵和海军陆战队更容易受到这种威胁的影响，因为他们在更加拥挤、更加城市化的地区作战，在这些地区，包括“伊斯兰国”组织等敌人可能会选择利用此类工具。
据诺思罗普-格鲁曼公司的管理人员称，该公司已经研制出一种名为“毒液”(Venom)的系统，该系统能够应对这种日益严峻的问题。
据诺思罗普-格鲁曼公司激光系统的商业开发经理查尔斯迈克尔斯称，根据与军方的合约，这种系统目前正在进行测试。
迈克尔斯称，7月在俄克拉何马锡尔堡举行的演习中，“毒液”展示了确认并追踪小型无人机系统的能力，并能够在行进中精确瞄准。
这种系统的核心是该公司的轻型激光指示测距(LLDR)2系统。据12月举行的新闻发布会称，这种系统能够在白天、夜晚以及模糊的环境中识别目标。迈克尔斯称，“毒液”系统能够安装在范围广泛的军方所使用的平台上。
(以上文章来源于中国工程技术信息网)
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