雷射通訊技術

雷射通訊技術為無線通訊的一種，它以光信號作為傳輸信息的載體，在大氣中直接傳輸。雷射通訊技術由於其單色性好、方向性強、光功率集中、難以竊聽、本錢低、安裝快等特點，而引起各國的高度重視。

基本介紹

• 中文名：雷射通訊技術
• 類型：無線通訊
• 信息載體：光信號
• 優點：難竊聽，安裝快

簡介

大氣雷射通訊為無線通訊的一種，它以光信號作為傳輸信息的載體，在大氣中直接傳輸。由於是無線通訊，它可隨意移動到任何地點並實現移動溝通。就概念而論，大氣傳輸光學線路非常簡單，即用發射機將雷射束髮射到接收機即可。然而，在實際的大氣傳輸中，雷射狹窄的光束對正確的接收有很高的要求，因此系統還應包括主動對準裝置。在空間傳輸中，雷射系統必須有很強的排除雜光的能力，否則陽光或其他照射光源就會沉沒雷射束。在實踐中，需添加窄通濾光片，可以選擇接收雷射波長而阻擋其他的波長。

光源

早期的雷射通信技術所用光源多數為二氧化碳氣體雷射器、YAG固體雷射器、He-Ne氣體雷射器等。二氧化碳氣體雷射器輸出雷射波長為10.6μm，此波長正好處在大氣信道傳輸的低損耗視窗，是較為理想的通信用光源。與雷射通信技術研究基本同步展開的還有光纖波導通信，從而在技術上形成了雷射通信中與傳統通信相對應的雷射無線通信（雷射空間通信）和雷射有線通信（雷射光纖通信）。

發展

1975年，世界上第一條光纖通信實驗套用線路在美國芝加哥開通，揭開了光纖通信套用的序幕。此後，隨著光纖製作技術、半導體器件技術、光通信系統技術的不斷完善和成熟，光纖通信從80年代起在全世界掀起了套用的熱潮，並迅速被確認為是地面有線通信最有發展潛力的重要的通信手段，以致得到了一日千里的發展和推廣套用。與此同時，雷射大氣通信技術由於器件技術、系統技術和大氣信道光傳輸特性本身的不穩定性等諸多客觀因素一時得不到很好的解決和彌補，便在轟轟烈烈的光纖通信熱潮中，隱退得幾乎無影無蹤。

1989年美國FARANT1儀器公司成功地研製出一種短距離、隱蔽式的大氣雷射通信系統。

1990年，美國試驗了適用於特種戰爭和低強度戰爭需要的紫外光波通信，這種通信系統完全符合戰術任務的要求，通信距離為5~2km。如果對光束進行適當處理後，通信距離可達5~10km。

90年代初，俄羅斯隨著其大功率半導體雷射器件的研製成功，開始了雷射大氣通信系統技術的實用化研究。隨後不久便相繼推出了10km以內的半導體雷射大氣通信系統並在莫斯科、瓦洛涅什、圖拉等城市得以套用。在瓦洛涅什城瓦涅什河兩岸相距離4km的兩個能源站（電力站）之間，五年前架設起了半導體雷射大氣通信系統，該系統可同時傳輸8路數字電話。

1998年，巴西AVIBRAS宇航公司公布了該公司研製的一種攜帶型半導體雷射大氣通信系統。這種通過雷射器聯通線路的軍用紅外通信裝置，其外形如同一架雙筒望遠鏡，在上面安裝了雷射二極體和麥克風。使用時，一方將雙筒鏡對準另一方即可實現通信，通信距離為1km，如果將光學天線固定下來，通信距離可達15km。

2013年11月，美國伊利諾伊大學的一個研究小組在雷射通訊技術上取得了重要進展，可以通過光纖系統高速而準確地傳輸數據，速度達到每秒40G，這是這一領域美國目前的最高速度紀錄。

涉及技術

雷射大氣通訊系統得以實用化涉及的關鍵技術，主要有連續波大功率雷射器技術；自適應變焦技術；光波窄帶濾波技術；光源穩頻技術；信號壓縮編碼技術；光學天線設計製作和安裝校準技術等。國外用於大氣雷射通訊的半導體雷射器和接收器件已實現了商品化。據報導，美國、日本及俄羅斯等國都相繼推出了適用於半導體雷射大氣通訊的大功率器件，連續輸出光功率可從數十毫瓦到數瓦。