激光通信的优点与缺点有哪些
激光本身具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性强的特点。除语言信息外,还可以传输文本、数据、图像等信息。
一、激光通信的优点
1、通讯容量大。理论上,激光通信可以同时传输1000万路电视节目和100亿路电话。
2、保密性强。激光不仅方向性很强,而且可以利用不可见光,因此不易被敌人拦截,保密性能好。
3、结构轻巧,设备经济。由于激光束发散角小、方向性好,激光通信所需的发射天线和接收天线可以做得很小。一般天线的直径为几十厘米,重量只有几公斤。然而,具有类似功能的微波天线的重量为数吨或数十吨。
二、激光通信的缺点:
1、通讯距离仅限于视距(几公里到几十公里),容易受气候影响,恶劣天气条件下甚至可能造成通讯中断。大气中的氧气、氮气、二氧化碳、水蒸气等大气分子吸收光信号;大气分子和悬浮在大气中的灰尘、烟雾、冰晶、盐颗粒、微生物和微小水滴的密度不均匀会影响光信号有散射效应。云、雨、雾、雪等都会严重衰减激光。地球表面空气对流引起的大气湍流会引起光束偏转、光束扩散、光束闪烁(光束截面内亮斑和暗斑的随机变化)和图像抖动(光束会聚点的随机跳动)从而影响激光传输。
2、不同波长的激光在大气中的衰减不同。理论和实践证明,波长为0.4~0.7μm和波长为0.9、1.06、2.3.3.8.10.6μm的激光衰减较小,其中波长为0.6μm的激光穿透雾气的能力较强。大气激光通信可用于江河、湖泊、边防、海岛、高山峡谷等地的通信,也可作为微波通信或同轴电缆通信中断修复时的临时替代设备。波长接近0.5μm的蓝绿激光器可用于水下通信或潜艇通信。
3、瞄准困难。激光束具有极高的方向性,这使得发射点和接收点之间的瞄准变得困难。为了保证发射点和接收点之间的瞄准,不仅对设备的稳定性和准确性提出了很高的要求,而且操作也很复杂。
延伸阅读:
1、激光通信是利用激光来传输信息的通信方式。激光作为20世纪60年代出现的新光源,具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性强等特点,是理想的通信载波。
2、激光通信系统主要由信号发射、信号发射和信号接收三部分组成。发送部分主要包括激光器、光调制器和光发射天线。接收部分包括光接收天线、光滤波器、光探测器等。待发射的信息通过光调制器调制在激光器上,然后通过光发射天线发送出去。在接收端,光接收天线接收激光信号,光电探测器将其转换为电信号,经放大解调后恢复为原始信息。
3、激光通信的应用范围很广。包括地面之间的短距离通信、短距离传输传真和电视、导弹靶场的数据传输、地面间的多路通信,以及卫星全反射的全球通信和星际通信,甚至水下潜艇之间的通信。此外,随着航空航天遥感平台数量的增加以及高分辨率相机、合成孔径雷达等技术的发展,对大容量数据传输的需求日益增加,激光通信具有尤为广阔的应用前景在这个区域。
尽管激光通信具有诸多优势,但其发展仍面临一些挑战,如需要突破的关键技术、空间环境温度变化的影响、背景光的影响等。不过,随着技术的不断进步,这些问题有望逐步得到解决。
-
漫反射技术颠覆多个领域!从实验室走向产业应用的光谱革命
当一束红外光照射到粗糙的催化剂粉末上,光的轨迹会在颗粒间辗转反射,最终携带物质的"分子密码"被检测器捕获——这种看似普通的光学现象,如今已发展成为横跨催化、食品、环境等领域的革命性检测技术。漫反射光谱技术正以其无损、快速的特性,重塑现代分析科学的应用图景。
2025-06-27
-
为什么液态镜头是未来光学行业的革新力量?
液态镜头的技术发端植根于生物视觉系统的精密构造。人类眼球通过睫状肌对晶状体曲率的动态调节实现自动对焦,这一生物力学机制为光学工程领域提供了突破性的技术范式。液态镜头通过模拟生物视觉原理,借助对液体物理参数(如折射率、表面张力、接触角等)的精准调控,实现无机械移动部件的焦距转换。这种仿生设计从根本上突破了传统机械式光学系统的体积约束与机械损耗瓶颈,犹如将生物界历经亿万年进化的视觉智慧转化为现代光学技术的创新动能。
2025-06-27
-
可食用微激光系统的技术突破及其在食品安全领域的应用研究
本文系统阐述了斯洛文尼亚MatjažHumar教授团队研发的可食用微激光技术。该技术通过筛选食品级增益介质与创新腔体设计,首次实现了完全由可食用物质构成的微激光系统,在食品防伪溯源、新鲜度监测及跨领域应用中展现出显著价值。研究成果为构建智能化食品安全监测体系提供了革命性技术路径。
2025-06-27
-
硫系光纤拉曼激光器新突破,用菲涅耳反射实现中红外激光高效调谐
在光谱检测、气体分析和军事技术等领域,2微米以上的激光技术一直是研究热点。近期,宁波大学团队在《Optics Letters》发表了一项重要成果:他们利用光纤端面的自然反射现象,在硫系玻璃光纤中实现了高效可调的拉曼激光输出,为中红外激光应用开辟了新方向。
2025-06-27