美国军方:在光子学方面继续保持领先一步的优势

刘新元

在美国Photonics west的一个光电子的会议上,主办方邀请了美国国防部高级研究计划局(DARPA)和陆军研究实验室的4位演讲嘉宾分析了量子传感、纳米电子、以及它们的军事应用。

DARPA下属的微系统技术办公室(MTO)项目经理杰·刘易斯在人头汹涌的会议现场表示,"数字成像设备如今在消费品应用市场里无处不在,它们改变了社会,让我们每个人可以很好的互动。不过,受限于市场容量和技术壁垒,红外成像技术进步缓慢。"

为了解决这个难题,DARPA建立了几个成像研究项目,覆盖了可见光到长波红外线(LWIR)光谱区域。先进宽视场图像重建与开发项目(AWARE)已经开发了一种多尺度的数码相机,图像一次可以将一个完整的110米美式橄榄球场纳入囊中,同时还具备足够的细节来展示运动员的鞋带。这项技术的最初军事应用是帮助美国海军舰船识别7公里内的一切可疑船只。

DARPA的项目是研制一种小尺寸、轻型、和小功率(SWaP)的士兵便携式数字红外摄像机,可以实时呈现单一和多波段图像的热反射波段。"DARPA寻找的这款相机将满足单波段和多波段融合成像需求,以及对军队增强环境的理解,"刘易斯说。具备这些特征的相机将解决当前所面临的问题,满足业界对低光、无光和嘈杂环境的目标要求。

"WIRED"是美国国防部高级研究计划局MTO计划公布的最新研究项目,据说将很快开始启动。路易斯解释说,"这个项目的目标是开发低成本、大幅(large-format,)以及高性能成像的红外传感器和相机,工作波段在短波、中波和长波红外光谱带。"

降低这些技术的高成本是DARPA最终的终极目标,DARPA希望高质量的微型红外探测器,能跟现在智能手机上所应用的高质量摄像头一样,能让大众所承受,以高性价比占领消费电子市场。他总结道,"DARPA 的任务是创造或预防战略突然性,但同时我们想通过获得更多有价值的信息,来花更小的代价创造更多的产品。这个问题的答案是必须研制新的光学器件和数据处理新方法。"

来自马里兰州Adelphi的美国陆军研究实验室的Philip Perconti在会上谈到了2030年美国陆军未来规划。他说:"我们必须更加敏捷和冒险,我们也需要有能力来规避技术的突然性,或者是提前预见突破性技术的出现,与此同时,要继续保持我们的军事优势。"他以正在研究中的量子增强传感器、纳米电子技术为例,来降低军用装备的尺寸、重量和功耗。

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