激光通信
激光通信(lasercommunication)利用激光傳輸信息的通信方式。激光是利用受激輻射原理產(chǎn)生的一種光源,它具亮度高、方向性強(qiáng)、單色性好、相干性強(qiáng)等特征。以大氣為傳輸媒質(zhì)的激光通信稱作大氣激光通信。以透明介質(zhì)如光導(dǎo)纖維為傳輸媒質(zhì)的激光通信稱做光纖通信。
激光通信具有通信容量大、不受電磁干擾、保密性強(qiáng)等特點(diǎn)。大氣激光通信受大氣衰減的影響,通信距離受限,多用于近距離通信、大氣層外的星際通信和深空通信。藍(lán)綠激光可用于對(duì)潛通信和水下通信。
大氣對(duì)波長不同的激光具有不同的衰減,波長為0.40~0.7μm以及波長為0.9μm,1.06μm,2.3μm,3.8μm,10.6μm的激光的衰減較小,其中波長為0.6μm的激光穿霧能力較強(qiáng)。波長為0.5μm附近的藍(lán)綠激光能深透海水。
大氣中的氧、氮、二氧化碳、水蒸氣等大氣分子對(duì)激光有吸收作用,大氣分子的不均勻性、大氣中懸浮粒子對(duì)激光的散射作用和雨、雪、霧、云對(duì)激光的衰減作用,以及空氣對(duì)流引起的大氣湍流對(duì)激光產(chǎn)生光束的偏折、光束擴(kuò)散、光束閃爍(光束截面內(nèi)亮斑和暗斑的隨機(jī)變化)、像抖動(dòng)(光束會(huì)聚點(diǎn)的隨機(jī)跳動(dòng)),使大氣激光通信易受氣候影響,在惡劣氣候條件下,會(huì)造成通信中斷。
激光通信的發(fā)送設(shè)備主要由激光器(光源)、光調(diào)制器、光學(xué)發(fā)射天線(透鏡)等組成;接收設(shè)備主要由光學(xué)接收天線、光檢測(cè)器等組成。發(fā)送時(shí),先將用戶信息變成電信號(hào),再由光調(diào)制器將其調(diào)制到激光器產(chǎn)生的激光波束(光載波)上,經(jīng)光學(xué)發(fā)送天線發(fā)射出去;接收時(shí),學(xué)接收天線把收到的光信號(hào)聚焦后,送至光檢測(cè)器恢復(fù)成電信號(hào),再還原成用戶信息。
大氣層外的激光通信稱為空間激光通信。由于不受大氣的影響,它具有傳輸損耗小、傳輸距離遠(yuǎn)、通信質(zhì)量高等特點(diǎn)。