Новый кристалл был выращен в Институте физических наук города Хэфэй, входящем в структуру Китайской академии наук. Его диаметр составил 60 мм, что делает его крупнейшим в своём классе среди всех образцов, доступных в мире на сегодняшний день. BGSe-кристаллы обладают уникальной способностью преобразовывать лазерное излучение с коротковолновой инфракрасной длиной волны в средне- и дальнеинфракрасные диапазоны, причём с очень высокой эффективностью и устойчивостью к перегреву. Эти диапазоны считаются оптимальными для прохождения через атмосферные окна — участки спектра, где инфракрасное излучение может беспрепятственно распространяться в атмосфере на большие расстояния, включая орбитальные высоты.
Одна из ключевых характеристик нового материала — устойчивость к экстремально высокой плотности энергии. BGSe способен выдерживать лазерное воздействие до 550 мегаватт на квадратный сантиметр, что примерно в десять раз превышает показатели большинства оптических материалов, используемых в современных военных системах.
Для сравнения, именно из-за внутреннего разрушения оптических компонентов в 1997 году провалились испытания лазера среднего ИК-диапазона ВМС США, направленного против спутника. Новый китайский кристалл, в теории, решает эту проблему.
Процесс создания такого кристалла — технологически сложный и длительный. Всё начинается с размещения высокочистых химических элементов — бария, селена и галлия — в кварцевые капсулы, из которых удалён воздух. Затем их подвергают плавлению при температуре более 1000°C в специальных двухзонных печах, где материал медленно кристаллизуется. После формирования кристалл отжигается при температуре около 500°C, а затем охлаждается со скоростью не более 5°C в час, чтобы минимизировать напряжения и предотвратить образование микротрещин. Заключительная стадия — полировка и доведение поверхности до оптического качества с помощью алмазных инструментов и суспензий на основе оксида церия.
По информации издания South China Morning Post, западные лаборатории уже много лет пытаются воспроизвести крупные образцы этого материала, но безуспешно. Китай же, похоже, значительно опередил своих конкурентов и сумел запустить масштабный цикл синтеза BGSe, пригодный для применения в мощных лазерных системах.
Хотя в публикации в Journal of Synthetic Crystals не говорится прямо о военном применении, совпадение сроков с растущим вниманием китайских военных к технологиям направленной энергии вызывает определённые подозрения. В последние годы в КНР активно развиваются наземные лазерные системы, которые теоретически могут использоваться как средство борьбы с разведывательными спутниками, обеспечивая, например, их временное ослепление или повреждение сенсоров. Официальный Пекин пока не подтверждает таких целей, но множество косвенных признаков и уровень секретности вокруг некоторых лазерных проектов, например, программы «Лазерной стены» (Laser Wall), позволяют предполагать, что эти исследования проводятся в рамках военных научных программ.
Впрочем, авторы исследования подчёркивают, что технология имеет и мирное предназначение. Среди потенциальных применений — высокочувствительные инфракрасные сенсоры, используемые в системах раннего предупреждения о пусках ракет, медицинская диагностика, включая неинвазивное сканирование тканей, и усовершенствованные устройства визуализации в условиях плохой видимости. Также упоминается возможное применение в телекоммуникациях и экологическом мониторинге.
Для сравнения, в США до сих пор используют массивные кристаллы сапфира, легированного титаном, которые выращиваются на протяжении нескольких лет. Один из таких образцов, применяемый в лазерной установке ZEUS Мичиганского университета, имеет диаметр 7 дюймов и стал результатом почти четырёхлетней работы.
Китайский BGSe-кристалл меньшего диаметра, но сопоставимой сложности, был выращен в значительно более короткие сроки, что говорит об устойчивом технологическом превосходстве Китая в этой нише.
Таким образом, новый кристалл BGSe не только представляет собой выдающееся достижение китайской науки, но и может стать ключевым элементом как в гражданских, так и в оборонных лазерных технологиях. Его устойчивость, эффективность и спектральные характеристики делают его универсальным компонентом для широкого спектра высокотехнологичных приложений — от сканеров до спутниковых контрмер. И хотя это звучит как научная фантастика, история показывает, что самые передовые открытия всегда находятся на стыке гражданских и военных интересов.
