04.02 躲避激光“襲擊”,飛行員有了新“保鏢”

躲避激光“襲擊”,飛行員有了新“保鏢”

受激光激發,玻璃夾層中的液晶材料會散射綠色和藍色的光。

用激光照射飛機是一件很危險的事情:突然出現的強光會對飛行員造成巨大影響,嚴重威脅航空安全。然而,由於激光“攻擊”的光色不確定,科學家們很難找到一種單一的方法來阻止“多彩”的激光攻擊。3月31日,phys.org網站報道,研究人員在2019年美國化學學會(ACS)春季會議上公佈了一種可能的解決方案。通過在飛機擋風玻璃中加入特殊的液晶材料,可以阻擋任何顏色的強光。

美國聯邦航空管理局(FAA)的數據顯示,在2017年有超過6700起激光襲擊飛機的報告。項目研究首席Jason Keleher博士說:“在全球範圍內,激光襲擊已經成為日益嚴重的安全問題。很多人喜歡在飛機起降的關鍵階段用激光照射飛機。雖然他們認為這只是惡作劇,但是強光會分散飛行員的注意力,造成其暫時甚至永久性的視覺損傷。”美國路易斯大學(Lewis University)本科生Daniel Maurer表示:“我們提出的方案無需對飛機的擋風玻璃做根本性的改動,只需在其夾層中增加一層液晶材料就能達到防護目的。”

此前的解決辦法並非“集成”式方案——飛行員等需要在起降過程中下拉阻光玻璃或佩戴專用護目鏡。雖然這些措施有一定的預防效果,但對機組人員的工作造成了不便。更重要的是,其防護只能針對特定波長的激光。Maurer說:“阻光玻璃和護目鏡主要是對綠色激光有效,而對其他顏色的激光就無能為力了。”

研究人員嘗試使用液晶材料來保護飛行員。他們將N-(4-甲氧基苄基)-4-丁基苯胺(MBBA)加入了擋風玻璃的夾層中。MBBA包含透明液相和可以散射光的非透明晶體相。通過給實驗儀器施加電壓,液晶與電場匹配併發生相變,形成更偏固態的晶體。整齊排列的液晶通過光散射、吸收激光能量和交叉偏振作用,可阻擋大約95%的紅、藍、綠色激光。並且,液晶也能阻擋不同功率和不同角度照射的激光。此外,液晶系統是全自動的:光敏電阻檢測到激光,觸發電力系統對液晶施加電壓。激光束消失,系統關閉電源,液晶恢復至透明液態。Keleher指出:“我們只希望為擋風玻璃被激光擊中的區域提供阻截效果,並且該效果能在激光攻擊停止後迅速消失。飛機擋風玻璃的其餘部分若沒有被激光影響,將始終保持透明狀態。”

目前,研究人員已經證實了方法的有效性。他們計劃將液晶材料的規模擴大到整個飛機的擋風玻璃。研究人員還計劃對不同類型的液晶進行測試,以發現更高效的液晶材料。

原文鏈接:https://phys.org/news/2019-03-liquid-crystals-deflect-laser-pointer.html


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