1.一些有关激光方面的前沿研究

2.信息优势的表现

3.国外专家对勘查的回顾与看法

一些有关激光方面的前沿研究

关于石油价格的新闻_报道石油价格的外刊

我国前沿激光技术研究

创造性地用了柱面透镜列阵和双靶对接、多靶串接、双程放大、远距离多靶串接空间限束等新颖独特的设计,建立了一系列行之有效的靶、X光反射镜精密调整和焦线精确准直的技术手段,在中等规模的神光Ⅰ装置进行的类Ne锗系列实验中,成功地获得了强度达到增益饱和、方向性接近衍射极限的软X光激光输出。继而,在规模稍大的神光Ⅱ装置上,又创造性地用焦线重叠方案,在预-主脉冲激光驱动下,获得了近水窗波长的类Ni离子软X光激光。在日本大阪大学激光工程研究所GekkoⅫ装置上进行的两轮合作实验,成功地推广应用均匀线聚焦和双靶对接技术,获得了高强度的类Ni离子软X光激光输出。

激光技术应用

激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源,识别物体等的一门技术,传统应用最大的领域为激光加工技术。激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术,传统上看,它的研究范围一般可分为:

1.激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。

2.激光加工工艺。包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。

激光焊接:汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。目前使用的激光器有Y激光器,CO2激光器和半导体泵浦激光器。

激光切割:汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。使用激光器有Y激光器和CO2激光器。

激光打标:在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用,目前使用的激光器有Y激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器。

激光打孔:激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展,主要体现在打孔用Y激光器的平均输出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。国内目前比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。目前使用的激光器多以Y激光器、CO2激光器为主,也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器。

激光热处理:在汽车工业中应用广泛,如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理,同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛。我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。目前使用的激光器多以Y激光器,CO2激光器为主。

激光快速成型:将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成。多用于模具和模型行业。目前使用的激光器多以Y激光器、CO2激光器为主。

激光涂敷:在航空航天、模具及机电行业应用广泛。目前使用的激光器多以大功率Y激光器、CO2激光器为主。

激光在医学中的应用

应用于牙科的激光系统

依据激光在牙科应用的不同作用,分为几种不同的激光系统。区别激光的重要特征之一是:光的波长,不同波长的激光对组织的作用不同,在可见光及近红外光谱范围的光线,吸光性低,穿透性强,可以穿透到牙体组织较深的部位,例如氩离子激光、二极管激光或Nd:Y激光(如图1)。而Er:Y激光和CO,激光的光线穿透性差,仅能穿透牙体组织约0.01毫米。区别激光的重要特征之二是:激光的强度(即功率),如在诊断学中应用的二极管激光,其强度仅为几个毫瓦特,它有时也可用在激光显示器上。

用于治疗的激光,通常是几个瓦特中等强度的激光。激光对组织的作用,还取决于激光脉冲的发射方式,以典型的连续脉冲发射方式的激光有:氩离子激光、二极管激光、CO2,激光;以短脉冲方式发射的激光有:Er:Y激光或许多Nd:Y激光,短脉冲式的激光的强度(即功率)可以达到1,000瓦特或更高,这些强度高、吸光性也高的激光,只适用于清除硬组织。

激光在龋齿的诊断方面的应用

1.脱矿、浅龋

2.隐匿龋

激光在治疗方面的应用

1.切割

2.充填物的聚合,窝洞处理

激光美容

(1)激光在美容界的用途越来越广泛。激光是通过产生高能量,聚焦精确,具有一定穿透力的单色光,作用于人体组织而在局部产生高热量从而达到去除或破坏目标组织的目的,各种不同波长的脉冲激光可治疗各种血管性皮肤病及色素沉着,如太田痣、鲜红斑痣、雀斑、老年斑、毛细血管扩张等,以及去纹身、洗眼线、洗眉、治疗瘢痕等;而近年来一些新型的激光仪,高能超脉冲CO2激光,铒激光进行除皱、磨皮换肤、治疗打鼾,美白牙齿等等,取得了良好的疗效,为激光外科开辟越来越广阔的领域。

(2)激光手术有传统手术无法比拟的优越性。首先激光手术不需要住院治疗,手术切口小,术中不出血,创伤轻,无瘢痕。例如:眼袋的治疗传统手术法存在着由于剥离范围广、术中出血多,术后愈合慢,易形成瘢痕等缺点,而应用高能超脉冲CO2激光仪治疗眼袋,则以它术中不出血,不需缝合,不影响正常工作,手术部位水肿轻,恢复快,无瘢痕等优点,令传统手术无法比拟。而一些由于出血多而无法进行的内窥镜手术,则可由激光切割代替完成。(注:有一定的适应范围)

(3)激光在血管性皮肤病以及色素沉着的治疗中成效卓越。使用脉冲染料激光治疗鲜红斑痣,疗效显著,对周围组织损伤小,几乎不落疤。它的出现,成为鲜红斑痣治疗史上的一次革命,因为鲜红斑痣治疗史上,放射、冷冻、电灼、手术等方法,其瘢痕发生率均高,并常出现色素脱失或沉着。激光治疗血管性皮肤病是利用含氧血红蛋白对一定波长的激光选择性的吸收,而导致血管组织的高度破坏,其具有高度精确性与安全性,不会影响周围邻近组织。因此,激光治疗毛细血管扩张也是疗效显著。

此外,由于可变脉冲激光等相继问世,使得不满意纹身的去除,以及各类色素性皮肤病如太田痣,老年斑等的治疗得到了重大突破。这类激光根据选择性光热效应理论,(即不同波长的激光可选择性地作用于不同颜色的皮肤损害),利用其强大的瞬间功率,高度集中的辐射能量及色素选择性,极短的脉宽,使激光能量集中作用于色素颗粒、将其直接汽化、击碎,通过淋巴组织排出体外,而不影响周围正常组织,并且以其疗效确切,安全可靠,无瘢痕,痛苦小而深入人心。

(4)激光外科开创了医学美容的新纪元。高能超脉冲CO2激光磨皮换肤术开拓了美容外科的新技术。它利用高能量,极短脉冲的激光,使老化、损伤的皮肤组织瞬间被汽化,不伤及周围组织,治疗过程中几乎不出血,并可精确的控制作用深度。其效果得到国际医学整形美容界充分肯定,被誉为“开创了医学美容新纪元”;此外,更有高能超脉冲CO2激光仪治疗眼袋、打鼾、甚至激光美白牙齿等,以其安全精确的疗效,简便快捷的治疗在医学美容界创造了一个又一个奇迹。激光美容使得医学美容向前迈进了一大步,并且赋于医学美容更新的内涵。

激光冷却

激光冷却(laser cooling)利用激光和原子的相互作用减速原子运动以获得超低温原子的高新技术。这一重要技术早期的主要目的是为了精确测量各种原子参数,用于高分辨率激光光谱和超高精度的量子频标(原子钟),后来却成为实现原子玻色-爱因斯坦凝聚的关键实验方法。虽然早在20世纪初人们就注意到光对原子有辐射压力作用,只是在激光器发明之后,才发展了利用光压改变原子速度的技术。人们发现,当原子在频率略低于原子跃迁能级差且相向传播的一对激光束中运动时,由于多普勒效应,原子倾向于吸收与原子运动方向相反的光子,而对与其相同方向行进的光子吸收几率较小;吸收后的光子将各向同性地自发辐射。平均地看来,两束激光的净作用是产生一个与原子运动方向相反的阻尼力,从而使原子的运动减缓(即冷却下来)。1985年美国国家标准与技术研究院的菲利浦斯(willam D.Phillips)和斯坦福大学的朱檬文(Steven Chu)首先实现了激光冷却原子的实验,并得到了极低温度(24μK)的钠原子气体。他们进一步用三维激光束形成磁光讲将原子囚禁在一个空间的小区域中加以冷却,获得了更低温度的“光学粘胶”。之后,许多激光冷却的新方法不断涌现,其中较著名的有“速度选择相干布居囚禁”和“拉曼冷却”,前者由法国巴黎高等师范学院的柯亨-达诺基(Claud Cohen-Tannodji)提出,后者由朱模文提出,他们利用这种技术分别获得了低于光子反冲极限的极低温度。此后,人们还发展了磁场和激光相结合的一系列冷却技术,其中包括偏振梯度冷却、磁感应冷却等等。朱模文、柯亨-达诺基和菲利浦斯三人也因此而获得了19年诺贝尔物理学奖。激光冷却有许多应用,如:原子光学、原子刻蚀、原子钟、光学晶格、光镊子、玻色-爱因斯坦凝聚、原子激光、高分辨率光谱以及光和物质的相互作用的基础研究等等。

激光光谱

激光光谱(laser spectra)以激光为光源的光谱技术。与普通光源相比,激光光源具有单色性好、亮度高、方向性强和相干性强等特点,是用来研究光与物质的相互作用,从而辨认物质及其所在体系的结构、组成、状态及其变化的理想光源。激光的出现使原有的光谱技术在灵敏度和分辨率方面得到很大的改善。由于已能获得强度极高、脉冲宽度极窄的激光,对多光子过程、非线性光化学过程以及分子被激发后的弛豫过程的观察成为可能,并分别发展成为新的光谱技术。激光光谱学已成为与物理学、化学、生物学及材料科学等密切相关的研究领域。

激光传感器

激光传感器(laser transducer)利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。

激光雷达

激光雷达(laser radar)是指用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物 。由发射机 、天线 、接收机 、跟踪架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器,如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器等;天线是光学望远镜;接收机用各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达用脉冲或连续波2种工作方式,探测方法分直接探测与外差探测。

激光武器

激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。根据作战用途的不同,激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成,目前通常用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点,但也存在易受天气和环境影响等弱点。激光武器已有30多年的发展历史,其关键技术也已取得突破,美国、俄罗斯、法国、以色列等国都成功进行了各种激光打靶试验。目前低能激光武器已经投入使用,主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器,以及攻击人眼和一些增强型观测设备;高能激光武器主要用化学激光器,按照现有的水平,今后5—10年内可望在地面和空中平台上部署使用,用于战术防空、战区反导和反卫星作战等。

激光武器的分类

不同功率密度,不同输出波形,不同波长的激光,在与不同目标材料相互作用时,会产生不同的杀伤破坏效应。用激光作为“死光”武器,不能像在激光加工中那样借助于透镜聚焦,而必须大大提高激光器的输出功率,作战时可根据不同的需要选择适当的激光器。目前,激光器的种类繁多,名称各异,有体积整整占据一幢大楼、功率为上万亿瓦、用于引发核聚变的激光器,也有比人的指甲还小、输出功率仅有几毫瓦、用于光电通信的半导体激光器。按工作介质区分,目前有固体激光器、液体激光器和分子型、离子型、准分子型的气体激光器等。同时,按其发射位置可分为天基、陆基、舰载。车载和机载等类型,按其用途还可分为战术型和战略型两类。

1.战术激光武器

战术激光武撂是利用激光作为能量,是像常规武器那样直接杀伤敌方人员、击毁坦克、飞机等,打击距离一般可达20公里。这种武器的主要代表有激光枪和激光炮,它们能够发出很强的激光束来打击敌人。18年3月,世界上的第一支激光枪在美国诞生。激光枪的样式与普通没有太大区别,主要由四大部分组成:激光器、激励器、击发器和枪托。目前,国外已有一种红宝石袖珍式激光枪,外形和大小与美国的派克钢笔相当。但它能在距人几米之外烧毁衣服、烧穿皮肉,且无声响,在不知不觉中致人死命,并可在一定的距离内,使火药爆炸,使夜视仪、红外或激光测距仪等光电设备失效。还有7种稍大重量与机枪相仿的小巧激光枪,能击穿铜盔,在1500米的距离上烧伤皮肉、致瞎眼睛等。

战术激光武器的"挖眼术"不但能造成飞机失控、机毁人亡,或使炮手丧失战斗能力,而且由于参战士兵不知对方激光武器会在何时何地出现,常常受到沉重的心理压力。因此,激光武器又具有常规武器所不具备的威慑作用。1982年英阿马岛战争中,英国在航空母舰和各类护卫舰上就安装有激光致盲武器,曾使阿根廷的多架飞机失控、坠毁或误入英军的射击火网。

2.战略激光武器

战略激光武器可攻击数千公里之外的洲际导弹;可攻击太空中的侦察卫星和通信卫星等。例如,15年11月,美国的两颗监视导弹发射井的侦察卫星在飞抵西伯利亚上空时,被前苏联的“反卫星”陆基激光武器击中,并变成“瞎子”。因此,高基高能激光武器是夺取宇宙空间优势的理想武器之一,也是军事大国不惜耗费巨资进行激烈争夺的根本原因。据外刊透露,自70年代以来,美俄两国都分别以多种名义进行了数十次反卫星激光武器的试验。

目前,反战略导弹激光武器的研制种类有化学激光器、准分子激光器、自由电子激光器和调射线激光器。例如:自由电子激光器具有输出功率大、光束质量好、转换效率高、可调范围宽等优点。但是,自由电子激光器体积庞大,只适宜安装在地面上,供陆基激光武器使用。作战时,强激光束首先射到处于空间高轨道上的中断反射镜。中断反射镜将激光束反射到处于低轨道的作战反射镜,作战反射镜再使激光束瞄准目标,实施攻击。通过这样的两次反射,设置在地面的自由电子激光武器,就可攻击从世界上任何地方发射的战略导弹。

高基高能激光武器是高能激光武器与航天器相结合的产物。当这种激光器沿着空间轨道游戈时,一旦发现对方目标,即可投入战斗。由于它部署在宇宙空间,居高临下,视野广阔,更是如虎添翼。在实际战斗中,可用它对对方的空中目标实施闪电般的攻击,以摧毁对方的侦察卫星、预警卫星、通信卫星、气象卫星,甚至能将对方的洲际导弹摧毁在助推的上升阶段。

激光玻璃

激光玻璃是一种以玻璃为基质的固体激光材料。它广泛应用于各类型固体激光光器中,并成为高功率和高能量激光器的主要激光材料。

激光玻璃由基质玻璃和激活离子两部分组成。激光玻璃各种物理化学性质主要由基质玻璃决定,而它的光谱性质则主要由激活离子决定。但是基质玻璃与激活离子彼此间互相作用,所以激活离子对激光玻璃的物理化学性质有一定的影响,而基质玻璃对它的光谱性质的影响有时还是相当重要的。

激光历史

1958年,美国科学家肖洛和汤斯发现了一种神奇的现象:当他们将内光灯泡所发射的光照在一种稀土晶体上时,晶体的分子会发出鲜艳的、始终会聚在一起的强光。根据这一现象,他们提出了"激光原理",即物质在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激励时,都会产生这种不发散的强光--激光。他们为此发现了重要论文。

肖洛和汤斯的研究成果发表之后,各国科学家纷纷提出各种实验方案,但都未获成功。1960年5月15日,美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布获得了波长为0.6943微米的激光,这是人类有史以来获得的第一束激光,梅曼因而也成为世界上第一个将激光引入实用领域的科学家。

1960年7月7日,梅曼宣布世界上第一台激光器由诞生,梅曼的方案是,利用一个高强闪光灯管,来刺激在红宝石色水晶里的铬原子,从而产生一条相当集中的纤细红色光柱,当它射向某一点时,可使其达到比太阳表面还高的温度。

前苏联科学家H.Γ.巴索夫于1960年发明了半导体激光器。半导体激光器的结构通常由P层、N层和形成双异质结的有源层构成。其特点是:尺寸小,耦合效率高,响应速度快,波长和尺寸与光纤尺寸适配,可直接调制,相干性好。

中国激光研究新进展对军事科学意义重大

据中国科学院消息,经过中国科学院物理所王树铎研究开发小组人员的努力,首次实现了对大面积准分子激光能量的直接测量,其有效测量直径达100mm,在热释电型激光探测器的尺寸上为世界之最。经过与中国原子能科学研究院的有关专家合作以及在国家实验室进行的试验表明,此系统在不同能量区域(10-20J和100-200mJ)均达到了预期的技术指标。

据介绍,激光聚变研究是一个很有发展前途的能源开发课题,激光可控热核聚变反应必将给人类生活带来新的转折。激光聚变在军事科学研究中也具有重要意义。在激光聚变实验,特别是在间接驱动聚变研究中,为了生产强的辐射驱动场,人们正在追求高的X光转换效率,良好的辐射输运环境,最佳的辐射驱动场。在这些研究过程中,对准分子激光的能量进行直接监测和研究是非常重要的。

该项研究成果表明,该项目的研究开发除了有实力对已开发的产品市场不断开拓外,对国家正在发展的应用需求项目也具备了承担和开发能力。

“激光革命”意义非凡

现代社会中,信息的作用越来越重要,谁掌握的信息越迅速、越准确、越丰富,谁也就更加掌握了主动权,也就有更多成功的机会。激光的出现引发了一场信息革命,从VCD、DVD光盘到激光照排,激光的使用大大提高了效率,以及方便人们保存和提取信息,“激光革命” 意义非凡。激光的空间控制性和时间控制性很好,对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大,特别适用于自动化加工,激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备,已成为企业实行适时生产的关键技术,为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。目前,激光技术已经融入我们的日常生活之中了,在未来的岁月中,激光会带给我们更多的奇迹。

激光是现代新光源,具有方向性好、亮度高、单色性好等特点而被广泛应用,如激光测距、激光钻孔和切割、地震监测、激光手术、激光唱头等。激光武器产生的独特烧蚀效应、激波效应和辐射效应,已被广泛运用于防空、反坦克、轰炸机等方面,并已显示了它的神奇威力。我国的激光产业有两大龙头,南有大族激光,北有 G科达(600986),有趣的是,这两只激光股的流通盘分别只有5468万股和4953万股,属袖珍型,但G科达的股价却不及大族激光的零头,后市有很强的爆发潜力。G科达主业是激光电子产品,公司与外资合作,生产具有国际先进技术水平的激光头及相关电子产品,公司安装运行24条生产线,生产三类机种多个型号的激光头产品,可年加工各种激光头4800万件,成为我国最大的激光头生产基地,与行内的“大族激光”双雄鼎立。G科达控股子公司东营科英激光电子有限公司,其经营范围为生产销售电子激光头、机芯及相关产品,主导产品数字解码激光头广泛用于电脑、影碟机、游戏机等高科技电子产品,当前主要客户有LG 电子、华硕电脑、建兴电子等著名IT厂商,由于激光头及其系列产品凝聚着光学、电子、精密机械、微电脑、新材料、微细加工等高新技术之精华,是当今最先端科技的结晶,应用前景非常广阔,公司的激光产业今后可望高速增长。

另外G科达的母公司科达实业在G科达05年年报上承诺,“青岛液化石油气低温常压储运工程项目” 建成后将注入到上市公司,使G科达控股华东最大的液化石油气基地项目,创造了一个巨大的利润增长点,因为液化石油气是卖方市场,而且价格还有暴升的可能,公司发展前景堪称一流。G科达与大族激光同是我国激光电子的两大巨子,正在形成激光和液化石油气建设项目两大拳头产业,特别是液化石油气项目注入后公司业绩将会暴增,而现时流通盘不到5000万股,股价在净资产值附近,远离8.6元的发行价,具有不错的投资投机价值,近期主力在底部正大举介入,后市有望绝尘而去,值得密切关注。激光学是20世纪60年代发展起来的一门新兴学科,是继原子能、计算机和半导体技术之后的重大科技成果之一。

激光测速

激光测速是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距,

取得在该一时段内被测物体的移动距离,从而得到该被测物体的移动速度。

因此,激光测速具有以下几个特点:

1、由于该激光光束基本为射线,估测速距离相对于雷达测速有效距离远,可测1000M外;

2、测速精度高,误差<1公里;

3、鉴于激光测速的原理,激光光束必须要瞄准垂直与激光光束的平面反射点,又由于被测车辆距离太远、且处于移动状态,或者车体平面不大,而导致激光测速成功率低、难度大,特别是执勤警员的工作强度很大、很易疲劳。

4、鉴于激光测速的原理,激光测速器不可能具备在运 动中使用,只能在静止状态下应用;因此,激光测速仪不能称之为“流动电子警察”。在静止状态下使用时,司机很容易发现有检测,因此达不到预期目的。

5、价格昂贵,现在经过正规途径进口的激光测速仪(不含取景和控制部分)价格至少在一万美金左右。

信息优势的表现

一、综合电子信息系统发展迅速

综合电子信息系统和精确打击武器一起构成的探测——打击系统,已成为当今信息化战争的重要核心。随着技术进步和军事需求的新变化,综合电子信息系统始终处于不断发展和完善之中,其内涵逐步扩展,功能不断增强,系统名称也在不断变化。美国是世界上最早开发和使用综合电子信息系统的国家,早在上个世纪50年代,美国就已建成了世界上第一个“指挥与控制”(C2)系统;60年代,随着远程武器特别是战略导弹和战略轰炸机大量装备部队,通信手段在系统中的作用日益凸显,于是形成了“指挥控制与通信”(C3)系统;70年代,美国将情报作为指挥自动化不可缺少的因素,形成了“指挥控制通信与情报”(C3I)系统;到了80年代又加上“计算机”一词,变成了“指挥控制通信计算机与情报”(C4I)系统;海湾战争后,综合电子信息系统进一步增加了监视与侦察功能,演变为C4ISR系统。经过50多年的发展,美国的综合电子信息系统已由最初个别指挥机构分别建立的综合电子信息系统和在各军兵种内部的综合电子信息系统,发展成为三军一体的综合电子信息系统。当前,美国正在着力构建全球一体化的综合电子信息系统。

进入21世纪以来,世界各军事强国都把综合电子信息系统建设摆在重要位置,作为发展信息化武器装备体系的“龙头”。从各国情况看,综合电子信息系统主要有三种发展新趋势:一是继续大幅提升信息获取、处理和使用能力;二是实现一体化无缝链接,实现在全球任何地方获得全方位信息支援;三是提高生存能力,不断提高抗干扰和抗毁伤能力。

二、传统日趋实现智能化

与传统相比,现代的一个突出特点是能够获取并利用有效信息来修正弹道,准确命中目标,因而具有极高的战斗效能。新型智能化的出现,是军事技术发展史上的一次革命,它使从原来的不可控发展到部分可控或完全可控。在西方发达国家,的发展已经历了三代,目前正在向灵巧型、智能型方向发展。灵巧型是一种在火力网外发射、“发射后不管”、自动识别与攻击目标的。智能型是能利用声波、无线电波、可见光、红外线、激光等一切可利用的直接或间接目标信息,自主选择攻击目标和攻击方式的精确制导。

为适应迅猛发展的世界新军事变革,特别是未来信息化战争中实施精确打击的现实需要,世界各发达国家目前都在大力发展新型。据悉,随着科技发展及其在领域的广泛应用,未来发展将呈现出如下新特点:一是精度高。用新型制导技术,其命中精度将提高一个数量级以上,打击效果也将同步提高。二是射程远。各种防区外发射的新型将成为发展重点,一些甚至可能具备洲际作战能力。三是化。新型除用高速飞行、改变弹道飞行轨迹、实现导弹末端弹道机动等措施提高突防能力外,还将广泛用技术,实现化。总之,新型将广泛利用人工智能技术,使之真正具备自主搜索、自主选择、自主攻击的能力。

三、信息化作战平台不断更新

信息化作战平台,集成了光电技术、新材料技术、新能源技术等众多高新技术,具有很高智能化水平和综合作战能力。20世纪70年代以来,美国等西方军事大国就开始将信息技术广泛应用于新型高性能武器装备的研制中,因而出现了种类繁多的信息化作战平台,如美军的M1系列主战坦克、M2系列步战车、宙斯盾驱逐舰、F-22“猛禽”战斗机,俄罗斯的T-90主战坦克、“现代”级导弹巡洋舰、“金雕”战斗机等。这些作战平台安装有多种信息传感设备和通信器材,可与C4ISR系统联网,具有较强的探测、识别、打击、机动、定位和突防等综合能力,并在创新中不断发展。

未来的信息化作战平台将配有多种通信设备和探测设备,并具有足够的计算机联网能力,能够与上级和友邻互通作战信息,为精确火力打击提供目标信息,为作战行动提供及时而有效的信息。未来,几乎所有作战平台都将或多或少地用技术,同时还将向轻型化和小型化发展,“发现即摧毁”将成为现实,传统大型或超大型作战平台面临着巨大威胁,所以重视作战平台的机动能力,实现作战平台的轻型化、小型化和化成为重要发展趋势。尤其是,随着人工智能技术的日益成熟,以智能机器人为代表的无人作战平台系统将在战场上发挥越来越重要的作用,无人化作战将可能加速成为现实。到2010年,在地面、空中、水下等战场上,人们可以看到用于实战的机器人哨兵、机器人工兵、机器人步兵,甚至无人智能坦克、无人智能潜艇等无人化作战平台大量涌现。

四、信息战武器峥嵘初露

随着军事技术革命的不断深入,在未来武器装备发展中,以信息技术为核心、以信息对抗为目的的信息战武器将大量涌现,并成为未来武器装备体系中十分重要的组成部分。

从作用原理上看,目前世界上已经研制和正在研制的信息战武器主要包括三种类型:一是计算机。这是一种人为编制的有害程序,它能在计算机系统运行过程中把自身精确地或经修改后复制到其他计算机程序内,并对原程序进行置换和破坏。二是预置陷阱。就是在信息系统中人为地预设一些“陷阱”,以干扰和破坏计算机系统的运行。三是电磁脉冲武器。这是一种利用电磁能对敌方的电子信息系统进行干扰、破坏乃至摧毁的武器。

信息战武器是夺取未来高技术战争制高点——信息优势的法宝。目前,世界各国,特别是一些军事大国不惜投入大量人力和财力,秘密研制各种信息战武器。据外刊报道,一些国家正在进行通过无线技术把注入敌方计算机系统的,准备用10 年时间研制出能在远距离注入计算机的计算机炮。此外,还有人设想制造纳米机器人和芯片细菌等破坏计算机系统的硬件。芯片细菌能像吞噬垃圾和石油废料的微生物一样,嗜食硅集成电路,对计算机系统造成破坏。

国外专家对勘查的回顾与看法

我们在2001年出版的《国外矿产勘查形势与发现》(国土部信息中心,2001)中介绍了J.D.洛厄尔、H.T.达默特等国外著名矿产勘查专家对勘查的回顾和看法,许多是他们的宝贵经验之谈,仍值得重视和参考,这里不再重复。下面介绍一些专家在最近几年发表的看法,供参考。

澳大利亚联邦科学与工业组织(CSIRO)专家2004年论述近年澳大利亚贱金属矿床勘查的主要趋势是:①已知矿区仍是勘查的好地方,主要在其边部(包括)和深部,如新南威尔士州的卡迪亚斑岩型铜金矿床附近发现的里奇韦铜金矿床,西澳大利亚州GoldenGroves矿区火山岩容矿块状硫化物矿床的不断发现等;②1980年以来金是勘查的重要目标,现在金是某些贱金属矿发现中的基本金属组分(如卡迪亚和里奇韦矿床,铁氧化物铜金型矿床等);③露头矿和近地表矿体仍有发现,但占的比例较低,这种矿体可能地表显示较微弱隐蔽,且可能被不熟练人员漏掉,或者由于呆板运用勘查模式而遗漏;④仍有大矿床发现,但像奥林匹克坝那样的巨型矿床很少发现,矿床发现的主要方法和技术是以一些地质说(从得到很好证明的经验性观察结果到成矿的成因模式)为基础,运用多学科的勘查方法(地质观察与物化探等技术的结合)。

值得指出的是美国西部一些勘查程度较高的州(如亚利桑那、内华达等)近年也仍有大矿床发现,如埋藏颇深的较大而富的Resolution斑岩铜矿床(2001~2003年勘查发现)和2003年发现的科特兹山大型卡林型金矿床。

2005年4月AMIRA(由67家公司组成的国际矿产工业研究协会)在澳大利亚悉尼举行的第6届勘查管理者双年会得出一个主要观察结果,那就是过去30年贱金属矿发现总体呈减少趋势,21世纪尚无重现。澳大利亚西部矿业公司(WMC)勘查总经理B.Suchomel指出,过去30年勘查费用增长,但发现率减半,发现的矿床规模减小,单位金属的发现成本增加了2倍,这一时期储量大部仍保持着,但主要是在矿山和有生产矿山的地区中,今后可能不能长期保持下去。他提出了扭转这一局面的两项预案:①新地理区勘查;②更重要的是新的成矿理论和(或)勘查技术的根本改进。他的这一观察结果引起了Placer Dome公司总地质师G.Hall的共鸣。Hall说金矿勘查的趋势和问题也类似。他也认为欲提高勘查成功率就要有新技术和新的成矿理论,装备制造方面也需要一些新手段,包括钻探和覆盖层下(包括深部)的勘查技术。代表们高度一致的意见是需要有理论和技术的突破,而不只是一点一滴的改进。代表们提到非油气矿业界在理解矿产的形成、运移和聚集作用过程方面,以及在风险评估的应用方面落后于油气业界一大截。之所以有这些问题是与许多发达国家大学地质科学系和矿工程系的收缩有关。目前趋势表明,现在的人员难以满足当前的需求,更无力为矿业界今后的发展提供支持了。

如果说大家对勘查部门面临的问题有广泛共识,那么对解决办法更有广泛共识,那就是大大增加合作研究。TeckCominco公司首席地质科学家J.Thompson指出,大公司将继续进行某些特定的研究,而合作研究则要注意研制出方法论、矿床表征、区域综合和数据收集的更吸引人的途径。公司研究趋于集中在那些可以查明的和可以达到的方面,而合作研究适于更为广阔的、多学科的途径(在那些更可能出现令人惊奇的地方)。勘查部门需要突破,加强合作是取得成就的惟一途径。加拿大联邦机构自然部和地质调查局重视加拿大矿产勘查工作并给予支持,过去几年所进行的地质科学工作提供了下一个十年促进加拿大勘查的基础信息。

在2005年春举行的加拿大找矿人和开发者协会年会上,与会者也提到矿业生产是一项商业业务,勘查是找宝。小公司的存活在于其质量——要有极好的项目、极好的人才,并且能高水平地去实施勘查项目,这样其经济上的成功就只是时间问题。近年勘查的最大变化之一是更集中注意于“团队”而非一两个人的努力,这是因为要处理的数据量大、勘查技术复杂。然而,也不能忽视个人的作用。过去10~15年忽视了勘查人员的成长和发展,矿产勘查人才的断层在令人震惊地扩大,合格的勘查人员全球短缺,恢复勘查人员的能力是绝对关键的事情。

这里介绍里奥廷托公司前主任经济师Phillip Crowson在2003年关于勘查的某些论述。他认为勘查是一种投资形式,是高风险的,并且可能有成功发现导致的高回报。它不是平顺地前进的,是由资金可得性和预期回报这两方面的变化所驱动的,而这两方面又常常是受当时价格水平影响的。勘查费用是周期性变化的,是对各类矿产市场条件滞后的响应。它也随时尚和新发现而变动。在处女地区的初始发现,或者根据新的地质模式,或者应用新技术,可以促进一波仿效性的勘查。20世纪80年代在加拿大萨斯喀彻温省铀矿勘查的兴盛,90年代在加拿大西北地区的找金刚石热,70年代在澳大利亚的找镍,90年代晚期在加拿大拉布拉多的找镍,以及沿整个太平洋周边地区找浅成热液金矿的热潮都是例子。

勘查花费本身不是终结,而是增进关于地球地质构成的知识,其最终目的是增加已知的可经济开的矿产的储备。费用投入增加了知识和项目的储备,或者是增加了未开发的矿石储量。在任何时候都有过去勘查活动证明了的大量已知但未开发的。推测的需求增长率的下降,或者价格的疲软,会对勘查经费有明显影响。

然而充裕的未开发本身不是勘查费用减少的足够理由。过去的勘查是受与目前不同的当时的一些因素和价格所影响和指导的。但是,劳动力、能源和资本的相对成本很少会是固定不变的。发现的矿床在一组相对价格下看来是有经济价值的,但随着成本的变化可以成为不够经济价值的。而且技术在不断演进,新矿床也在被发现,有时这些也能改变竞争态势,使已在生产的矿山变成不经济,更不要说未开发矿床。已知存在的并不足以保证其成为支持有利可图矿山的矿石储量。

许多勘查费用是没有产出的,甚至在考虑了其自然包含的风险和不确定的情况下,也代表了资金的一种浪费。20世纪70年代至80年代早期在非洲、欧洲和美国用于铀矿勘查的大量资金是这种浪费的例子,这种花费的产出率和成功机会相对于花在澳大利亚和加拿大的勘查费用来说是很低的。不过这种花费不仅仅是为了找到铀,而是从战略上考虑要在特定地区找到铀。

还应强调勘查是一连续过程。后来的发现往往建立在早先一些年代获得的信息基础上,很少可能去查明勘查费用中哪一部分是浪费的。即使早先的钻探结果不佳,或者发现不具经济价值,但这些结果也可能为后来的勘查人员在条件变化了的情况下所成功利用。20世纪90年代投产的许多铜矿就是多年前已发现的。

已有许多评估勘查费用产出率的尝试。最简单的方法是计算每一个发现的花费,而不管发现的大小、性质或所具有的价值。问题之一是发现很少是均匀出现的,而往往在时间上成群出现,这部分是因为技术的进步和地质知识积累在时间上的分布也是不均匀的。仅仅是发现数目的多少,对评估潜在经济价值是不够的。

比较精细的方法是把勘查花费与估算的发现的矿石中所含经济价值的毛值联系起来计算成功率。这要有许多定,不仅是适当的矿产价格,而且要调整在新发现矿床中最初计算的储量系统偏低的状况。这只有回过头来才能精确估算,而这在评价大多数勘查花费时是很少有可能的。更复杂的是计算勘查费用的税前贴现净回报,这要求更多得多的数据和设,包括产品价格和估计的开和加工成本。

没有一种评价勘查成功的方法能得出关于矿产可得性的未来趋势的清晰结论。成功率和发现率都未表明明确的长期趋势。再者,勘查仅仅是一种增加矿产储量储备和抵消矿石枯竭的一种手段。

矿产开、加工、利用和再循环方法的技术变化有时是重要的。例如溶剂萃取电积法(SX-EW)提取铜,最初用于对老矿山废石堆的重新开发,然后又用于对以前非经济的氧化矿石的加工。

不管怎么计算出来的发现成本的变化,确实可提供关于未来可能趋势的重要线索,但提供的结果可能被其他的影响所加重或抵消。在其他方面相等的情况下(但实际上很少是相等的),发现成本的提高会给出未来某个时候潜力不足的信号。不同国家,甚至同一国家不同成矿区之间发现成本或成功率的差异,确实提供了勘查费用经济有效性的有用数据。不过这种比较也常常由于有关确定矿产开发地的所有政治、社会和法规因素的考虑,而有重大保留甚至颠倒过来。

成功的油田发现者B.Maxted在美国石油地质工作者协会2004年年会的讲演中说:仍有许多石油有待发现,勘查者面临着关键的年代。他说世界石油的25%仍有待发现,因此石油工业仍有重要未来,而今后几十年特别重要。按照上一个千年末的情况推算,可以认为全球常规石油储量将在2020~2030年间达最高峰。对我们的挑战是找到这些待发现的石油,以推迟石油产能的下降并使下降变得最小。这种下降是需求超过新发现引起的。供应可能会紧张,以后将会有持续的高油价,而油价是油气上游产业发展的驱动力。

20世纪90年代的勘查趋势包含着未来勘查的信息。整个90年代在大于5亿桶油当量的巨型油气田中发现的油气合计为1560亿桶油当量(在77个巨型油气田中),找到的气为油的3倍多,而且60%新的巨型油气田在中东。90年代10年中发现的巨型油气田,40%在深水区,30%新发现的石油在非洲。90年代在新巨型油气田中发现的石油大约只有80年代同类发现合计的1/3。这延续了在70年代已确立的趋势。60年代是巨型新发现高峰的10年。到90年代新的巨型油田只占总产量的25%。在油气田圈闭中,地层圈闭重要性越来越大。在过去50年中,新发现的具地层圈闭的油气田已从占10%增至几乎占40%。决定90年代全球油气发现的几个主要因素是:①新技术,包括三维地震及钻探和生产方面的进步,使得可进行全球第三系深水三角洲体系的勘查;②新地理格局,特别是前苏联国家的开放和在欧佩克国家中国际参与的出现;③油价上涨,这可导致以前勘查地区的再开放以及新勘查地区的开放,包括那些在大陆偏远的内陆盆地或高纬度近海裂谷与被动大陆边缘;④新兴的天然气和液化天然气市场,这促进了世界范围内的天然气勘查。还有新的地质学可以通过二次勘查,在已确立的油气区研发出新的成藏组合和远景带。

就勘查的未来而言,目前可能进入了一个与以前时期具有不同特征的新时期。油价上涨可能将继续,油气业生产成本预计会继续上升。从世界范围来看,在美国地质调查局估算的6500亿桶有待发现的石油中,90%在北美以外,1/3的未来发现预计在中东和北非,1/5在前苏联、南美和中美洲,预期西非含有10%的世界未发现石油。在下一10年及以后的重要油气发现,预期主要集中在现在证实的、开发中的和新兴的油气区及其延伸部分。根据现在的结果,目前这10年可能是比20世纪90年代勘查有较大成功率的时期。决定90年代成功率的4个主要因素将再度起作用:①技术进步将使得对在大陆被动边缘已确立的第三系至近代三角洲体系的超深水远景带进行成功勘查,这包括密西西比河、尼日尔河、刚果河等三角洲体系,还有可能证明有新的三角洲体系(例如亚马孙河),也可能会出现新的深水大陆边缘远景区,明显的有东非、印度、南美东北部、加勒比海、环地中海以及澳大利亚和东南亚(对油或气);②新的地理格局将继续演变,并勘查出新的巨型油气田,包括欧佩克国家(如利比亚)和前争议地带(如西非尼日利亚-圣多美联合开发带);③高油价能在诸如北极高纬度大陆被动边缘和裂谷、挪威北部和俄罗斯北部、非洲内部的克拉通内裂谷盆地,以及南美西部的褶皱逆冲前陆盆地,开辟更多新的勘探地理区;④新地质学与上述一个或几介因素结合起来,具有最大潜力去影响未来的油气发现(通过发展在现有油气系统中的新成藏组合和远景带,或者通过开辟新的油气区)。

2004年9月外刊登载了M.Forrest的《我们的油气探区在趋于用完了吗?》一文。他提到要认识创造性勘查人员、新技术应用和油气资产管理的重要性,提到未来的油气探区有:①地层圈闭,以地质研究与三维地震相结合,运用AVO和已证实盆地的频率分析技术;②运用地震AV0技术于中至低孔隙度储层;③详细了解过压对盖层和油气运移产生深部探区(在已证实盆地)的影响;④油井中漏掉的油气藏用现代测井和岩石物理技术再评价;⑤目前不经济的国际上“搁置”的油气发现,可能表明有一重要油气系统存在,因而在某些情况下可导致新的有商业意义油气发现;⑥更多的“盆地中部”天然气成藏组合;⑦技术人员还未想到的成藏组合和探区想法,这一点很重要。他提到在历史上有许多说法后来被证明是错误的。创造性勘查人员、新技术的应用以及某些情况下革新的工程和开发系统,推翻了这种说法和教条,进而形成了成功的经济事业。他列举了几种这样的错误说法:①20世纪60年代中期的“在地压剖面中没有油,只有气成藏组合”;②10年的“在地震方面有许多原由可以有强反射层,因此我们很怀疑‘亮点’技术”;③70年代后期的“在深水没有生油气源岩和砂体”;④80年代中期的“深水发现将不会有经济价值”;⑤80年代后期的“在赤道几内亚大概所有的油都已找到了”;⑥90年代初的“墨西哥湾钻探基本上是一死海”;⑦90年代初的“西非海区勘查萧条”。