據(jù)外媒2014年4月2日報道，美國亞利桑那大學(xué)和中央佛羅里達(dá)大學(xué)的光學(xué)科學(xué)家已經(jīng)發(fā)展了一種技術(shù)，能夠發(fā)送高強度激光束，通過大氣層比當(dāng)前可能到達(dá)的距離更遠(yuǎn)。研究仍處于實驗室階段，但終有一天能夠引電放電，例如使閃電遠(yuǎn)離建筑物。

　　當(dāng)今，基于現(xiàn)代技術(shù)產(chǎn)生的高強度激光沒有幾英寸距離就消失了，如果聚焦好的話也只能達(dá)到幾英尺，這是由于衍射——當(dāng)棍子插入水中時看起來是“彎曲的”作用相同。這使得它們的應(yīng)用距離太短，不能用于轉(zhuǎn)移閃電。突破來自在高強度主激光束中嵌入低強度次激光束。當(dāng)主激光穿過空氣時，次激光——稱作套裝光束(dress beam)——以其能量為主激光補充能量，并支撐其投向比以前能夠達(dá)到的更遠(yuǎn)的地方。研究者的成果已發(fā)表在2014年3月23日出版的《自然》雜志光學(xué)版(Nature Photonics)上。

　　領(lǐng)導(dǎo)實驗工作并發(fā)表成果的亞利桑那大學(xué)光學(xué)科學(xué)學(xué)院的助理教授Maik Scheller說：“想象一下兩架飛機一同飛行，一架小型戰(zhàn)斗機由一架大型加油機伴飛。就如同在飛行中加油機為戰(zhàn)斗機空中加油，從而極大的擴展了戰(zhàn)斗機的航程一樣，我們的高強度主激光脈沖由次激光脈沖相伴—— 套裝 光束——提供定常能量補給來補償主激光束的能量損耗，使其從發(fā)光處起傳播到更遠(yuǎn)的地方。”

　　美國國防部準(zhǔn)予投入750萬美元的經(jīng)費給予亞利桑那大學(xué)數(shù)學(xué)和光學(xué)科學(xué)教授Jerome Moloney所領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊，支持這項新技術(shù)的發(fā)展5年之久。Moloney領(lǐng)頭進行多學(xué)科、多機構(gòu)研究，努力探究極短激光脈沖，專注在大氣層中它們的影響和改進使它們傳播到數(shù)千米的方法。Moloney表示，隨著對脈沖了解的不斷完善，將創(chuàng)造出全新等級強健激光束的根基，在克服大氣湍流、云中水滴、薄霧和雨水所造成的散射方面更為有效。這種光束能夠用于超遠(yuǎn)距離探測系統(tǒng)上。不同于常規(guī)的激光，此研究中的激光爆發(fā)把極高的能量放入到非常之短的、以飛秒(百萬分之一秒的十億分之一)計的時間間隔中。

　　Scheller說：“通常，如果你發(fā)出激光到空氣中，它受限于線性衍射。但如果能量足夠高，并濃縮聚集到幾個飛秒中，創(chuàng)造出極高強度的光爆發(fā)，由于自聚焦而以不同的方式通過空氣傳播。難題是這樣也會造成空氣的離子化，產(chǎn)生等離子體，如此一來激光就會損失能量”。換句話說，就好比飛機耗盡燃油。絲狀光束走不了多遠(yuǎn)是因為能量損失，最終導(dǎo)致激光的消散。在Scheller的研究中使用了套裝光束克服了這個限制。“我們使用了兩種不同性質(zhì)的光束：一種是高強度產(chǎn)生絲狀光束的經(jīng)聚焦的中央光束。另一個是圍繞它的是一種遠(yuǎn)程幾乎為定常強度的光束。結(jié)果是套裝光束以近乎線性的方式傳播。”

　　類似于消噪耳機的原理，主激光束的能量損失和來自套裝光束的能量補給抵消掉了相互間的出入。在實驗室中，研究人員能夠成十倍的擴展絲狀光束激光行程——從10英寸(254毫米)達(dá)到7英尺(2134毫米)。在中央佛羅里達(dá)大學(xué)，Matthew Mills進行了模擬，顯示成比例放大新的激光技術(shù)于大氣層，激光絲狀光束的行程能夠達(dá)到50米(165英尺)或更多。當(dāng)絲狀光束在空氣中穿行時，它們在其激發(fā)下留出一個等離子(脫去電子的離子化分子)通道。這種等離子通道能夠用作具有最小電阻的線路，吸引和引導(dǎo)閃電的突然放電(霹靂)。最終這項技術(shù)能夠在雷暴期間用于控制閃電的突然放電，讓它們遠(yuǎn)離建筑物。