СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2015

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 22 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2015 а б При изготовлении заготовок для вытяжки оптоволокна VAD-методом торцевого осаждения в вакууме (Vapor Axial Deposition) концентрация при- меси OH-ионов существенно умень- шается. Спектральная кривая опти- ческих потерь становится более глад- кой. При этом общие потери на длине волны излучения мощного волокон- ного иттербиевого лазера соста- вят ≈ 0,5 дБ/км (при длине СВС 3 км общие потери составят ≈ 30%). На сегодняшний день уровень техно- логий изготовления СВС с фторсили- катной оболочкой позволяет достичь следующих параметров: ● лучевая стойкость (кВт/мм 2 ) – до 20; ● диаметр сердцевины (мкм) – до 1000; ● длина вытягиваемого из одной заго- товки СВС (км) – до 2; ● потери на длине волны λ = 1,07мкм (дБ/км) – 0,5–0,6. М АКЕТ СИСТЕМЫ РЕТРАНСЛЯЦИИ СИЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Ключевым элементом системы дис- танционной передачи энергии явля- ется силовой оптический ретрансля- тор (СОР). СОР обеспечивает приём от наземного комплекса лазерного излу- чения и последующее наведение пуч- ка на потребителя энергии. Это может быть воздушный, космический или наземный объект. СОР должен обе- спечить контроль пространственно- энергетических характеристик при- шедшего пучка, коррекцию искаже- ний в структуре пучка и высокоточное наведение его на объект (потребите- ля энергии). Для отработки технологий ретрансляции лазерных пучков был создан макет ретранслятора и прове- дены его стендовые и трассовые испы- тания. Общий вид макета представлен на рисунке 4. З АКЛЮЧЕНИЕ Система дистанционной передачи энергии позволяет реализовать прин- ципиально новый подход к проблеме глобального энергообеспечения воз- душных, космических и наземных объ- ектов. В настоящее время разработаны технологии и элементная база для про- ведения масштабных натурных экспе- риментов по дистанционной передачи лазерной энергии на воздушные и кос- мические объекты. В качестве излучателя лазерной системы передачи энергии по сво- бодному пространству предлагается использовать оптоволоконный иттер- биевый лазер с длиной волны излуче- ния 1,07 мкм. Такая система позволит передавать энергиюмощностью более 100–600 кВт на стратосферные дири- жабли и космические аппараты. В качестве излучателя лазерной системы при передаче энергии по сило- вым волоконным световодам на при- вязные аэростаты с высотой подъё- ма 3–5 км предлагается использо- вать эрбиевые лазеры с длиной волны 1,56 мкм мощностью 10–100 кВт. В качестве приёмников излучения при этом необходимо использовать ФЭП на основе полупроводниковых гетеро- структур AlGaAs/GaAs, обеспечиваю- щих эффективность преобразования лазерного излучения (на λ = 1,08 мкм) более 40% в широком диапазоне плот- ности мощности (0,1–200 Вт/см 2 ). В качестве платформ для ретрансля- ции лазерного излучения предлагается использовать стратосферные беспилот- ные дирижабли, способные осущест- влять функционирование в течение длительного времени (более 6 меся- цев) на высотах 20–30 км. При проведении стендовых испыта- ний макета СОР показана принципи- альная возможность достижения высо- ких технических характеристик при стабилизации и коррекции искажений лазерных пучков. Однако для реализа- ции проекта требуется создать принци- пиально новую элементную базу, вклю- чая силовую адаптивную оптику назем- ной и бортовой системы ретрансляции мощных лазерных пучков. Л ИТЕРАТУРА 1. Нагамато М., Сакаси С., Наруо И., Ванке В.А. Успехи Физических наук. 1994. Т. 164. № 6. С. 631–641. 2. Трифонов Ю.М., Андреев В.М., Сысоев В.К., Рыженко А.П. Наукоёмкие технологии. 2004. Т. 5. № 2–3. С. 8–17. 3. Andreev V.M., Grilikhes V.A., Rumyantsev V.D. Photovoltaic Conversion of Concentrated Sunlight. Chichister: J.Wiley & Sons. 1997. Р. 294–300. 4. Takeda K., Tanaka M., Miura S., Hashimoto K., Kawashiina К. Laser Power Transmission for the Energy Supply to the Rover Exploring Ice and the Bottom of The Crater in the Lunar Polar Region. Proc. SPIE. 2003. V. 4800. P. 411–419. 5. Канев Ф.Ю., Лукин В.П. Адаптивная оптика. Численные и экспериментальные иссле- дования. Томск. Институт оптики атмо- сферы СО РАН. 2005. 6. Виноградский Л.М., Кишко В.И., Матю- хин В.Ф. Энергообеспечение воздушных и космических объектов на основе тех- нологий дистанционной передачи лазер- ного излучения. Доклад на конференции «Лазеры в медицине, науке и технике». Г. Адлер. 2008. 7. Матюхин В.Ф., Кишко В.И. Принципы построения адаптивных ретрансляторов для стратосферных системпередачи энер- гии. Автометрия. СОРАН. Т. 48. №2. С. 59–67. 8. Сигов А.С., Матюхин В.Ф. Лазерные систе- мы для беспроводной передачи энергии. Альтернативный киловатт. № 6. 2012. С. 21–27. 9. Сысоев В.К., Пичхадзе К.М., Грешило П.А., Верлан А.А. Солнечные космические элек- тростанции – пути развития. ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина». МАИ-ПРИНТ. 2013. 10. Лукин В.П., Матюхин В.Ф. Адаптивная коррекция изображения. Квантовая элек- троника. 1983. Т. 10. №12. С. 2465–2473. 11. Lukin V. Adaptive System for Laser Beam Formation in Atmosphere with the Use of Incoherent Images as Reference. Journal of Optics. 2013. V. 15. № 4. Art. 044009. 12. Гурвич А.С., Кон А.И., Миронов В.Л., Хмелев- цов С.С. Лазерное излучение в атмосфе- ре. Наука. Москва. 1976. 13. Лукин В.П. Некоторые особенности фор- мирования опорных источников. Опти- ка атмосферы и океана. 2006. Т. 19. №12. С. 1021–1028. Рис. 4. Силовой оптический ретранслятор: а – общий вид макета; б – адаптивная система ретранслятора © СТА-ПРЕСС