Современная электроника №3/2023

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 57 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 3 / 2023 ванного воздуха , являющегося элек - тропроводным , LLR применили для направления молнии по её лучу .  По результатам эксперимента констати - ровали , что « лазерный луч », направ - ленный вертикально и много выше от верхней точки традиционного громо - отвода , является громоотводом , позво - ляет управлять молнией и повышает площадь защищаемой области . Проект LLR предусматривал разработку кван - тового генератора со средней мощно - стью 1 кВт , силой 1 Дж в импульсе и длительностью импульса в 1 пс ( пико - секунду ). Устройство квантового гене - ратора TRUMPF имеет ширину 1,5 м , длину 8 м и весит более 3 т . Схематично вид устройства представлен на рис . 5. Обязательный и важнейший элемент лазерной установки любой мощности – эрбиевый волоконно - оптический усили - тель EDFA (ErbiumDoped Fiber Amplifier) на основе оптического волокна , легиро - ванного ионами . Этот « лазер накачки » ( ЛН ) является источником энергии , за счёт которой многократно усиливает - ся оптический сигнал . Энергия ЛН так распределяется в усилителе EDFA между оптическими каналами , что чемих боль - ше , тем б о́ льшая мощность накачки вос - требована ; чтобы обеспечить это условие , разработчики применяют несколько ЛН . В упрощённом виде структура квантово - го лазера с ламповой накачкой представ - лена на рис . 6. Твердотельный оптический кванто - вый генератор ( рис . 5) активировался каждый раз , когда прогнозировалась штормовая активность . Всё это для того , чтобы убедиться – будет ли разница в характеристиках разрядов молний при « подсветке » неба лазерной установкой и без неё . Район экспериментов был закрыт для воздушного движения зара - нее . Затем сравнили полученные дан - ные , когда применялся лазерный луч , направленный в небо рядом с громо - отводом – вышкой , и когда в громо - отвод естественным образом ударяла молния ( при выключенном кванто - вом генераторе ). Разряд может следо - вать за лучом почти на 60 метров ( откло - нение в сторону ), прежде чем достигнет верхней точки , что означает увеличе - ние радиуса защитной поверхности со 120 до 180 м . Это первый подтверждён - ный случай на местности с лазерным генератором высокой мощности . Более ранние результаты наблюдали только в лабораторных условиях . В перспективе работа над увеличением дальности воз - действия на молнию , то есть условной высоты « лазерной пушки ». Пока проме - жуточная цель соотносится с действием LLR на расстоянии 500 метров , при дли - не излучающей поверхности лазерной пушки всего в 10 метров ( между выс - шей точкой и основанием ). На рис . 7 представлена зависимость электриче - ских сигналов , замеренных для поло - жительных восходящих импульсов . Шкала электрического поля дана по левой оси ординат в значениях кВ ⋅ м –1 . При этом импульсный ток фиксиро - вался от 0 до 4 кА . На рис . 8 представлена осциллограм - ма сигналов , где каждый пик соответ - ствует интегральной энергии рентге - новского излучения в периоде 50 нс . Внизу осциллограммы – время в мс , слева – по оси ординат – ускоряющее напряжение , измеряемое в КэВ (keV). При означенных условиях ионизиро - ванный поток филаментации может достигать сотен метров при начальной мощности импульса около 1 кВт с про - должительность импульса в единицыпс . Среди выводов [1] весьма много интерес - Рис . 3. Фотофакт молниевого разряда и его отклонение к лучу квантового генератора Рис . 5. Схематичный вид квантового генератора , применённого для отклонения молниевого разряда Рис . 4. Воздействие молниевого разряда на верхнюю точку вышки и последующего « заземления »