[其他]激光超高功率照明灯

说明书

本发明属于激光技术和光学工程领域。

本发明是一种利用人眼的暂留视觉以频闪的高峰值功率的红、绿、蓝三色脉冲激光混合成白光的高功率照明装置。

已有的“激光照明技术”是指军事上用不可见的红外激光照射目标供激光制导武器攻击，或照射小面积的地面、水下等目标供侦察、监视之用;已有的用激光作光源的高速摄影是对个别小体积样品进行短时间的频闪照明技术;已有的“激光灯塔”用小功率激光，仅仅起着为船舶显示方位的作用。

本发明与之截然不同，其目的是提出一种前所未有的低功耗超大功率（10¹²-10¹³瓦）（不违反能量守恒定理）照明灯的设计方案，实行本发明便可以几百千瓦的功耗“照亮”（使受照区有相当高的照度）几万至几百万平方公里的区域，取代该区域上几乎一切照明装置和附属装置，节省数十亿元投资和几百万千瓦的电力，使之成为“不夜区”。

本发明中的装置由三大部分组成：一、激光器部分。二、扩散照明部分。三、电源与控制部分。

激光器部分：（参见附图1）A）一台红宝石激光器（组）。由于激光技术十分年轻，功率能量等水平发展很快，各国的水平又有差异，综合近期文献的报道，建议使用Q开关，一级和多级放大技术，锁模技术和高重复脉冲激光器的冷却技术及它们结合成的以下几种激光器：

①高重复频率高峰值功率的Q开关红宝石脉冲激光器，重复频率n要几千Hz，峰值功率P_M要10⁹瓦（GW）以上，而脉冲的波形无关紧要，每一脉冲包含的能量可在焦耳级以下，重要的是P_M，即脉冲能量与脉冲持续时间的比值。关于此类激光器已有报道，见《国外激光》杂志72第3期27页《脉冲重复率达2000Hz的红宝石激光系统》一文报道的激光器“可产生一列Q开关红宝石激光脉冲，每个脉冲4-10焦耳，相当于2-5千兆瓦（GW）的峰值功率，两脉冲间的时间间隔从0.5毫秒到1秒间可任意调节”。另据79版的《激光及其应用》一书130页说：“红宝石激光器的脉冲最高峰值功率为几千兆瓦，每秒5000次脉冲。”

②据科学出版社81年《固体激光》一书104页说，红宝石电光调Q激光器的P_M为几百至千兆瓦（每秒10次脉冲以下）用这样的或类似的数根分别泵浦的红宝石棒组成一激光器（组），几根棒交替发出互相之间的时间间隔均匀的脉冲，几束光通过半透镜合为一束光使P_M≥10⁹W，总的脉冲重复率n≥n₀赫，（n₀为根据人眼的暂留视觉“感到”频闪的光是连续发光时的最小频闪频率，据电影或电视知识可知n₀≥24Hz）

③多根红宝石棒组成的锁模脉冲激光器（组）、P_M≥10¹²W，用类似②中的办法分别泵浦交替发出脉冲，使总的重复率达n₀Hz以上。

④高重复率（n为10³Hz）高P_M（10¹²W）的锁模或锁模放大红宝石脉冲激光器（在本人查阅的有限文献中暂无此类激光器的报导，但从发展来看，不久的将来会出现此种激光器的。）

不论使用上述的哪一种红宝石激光器，都要求其P_M＞10⁹W总n＞n₀，它发出的6900的红光通过可变衰减器后射向一块合光棱镜。

（B）一台掺钕钇铝石榴石（Nd∶yAG）激光器。它也必须发出每秒n₀次以上的重复脉冲，其P_M须＞10⁷W，基于文献报道，可用以下几种Nd∶yAG激光器。

①n＞10³Hz，P_M＞10⁷W的调Q放大脉冲型。

②n略小于n₀，P_M＞10¹⁰W的锁模脉冲型，用几根yAG棒，分别泵浦交错发出脉冲，使总的n＞n₀。

③n＞10³Hz，P_M＞10¹⁰W的锁模脉冲型。79年出版的《激光及其应用》一书133页说，yAG激光器的脉冲P_M＝几百GW，最高n＝50000Hz。可见此种水平已经达到。