大气通讯
『壹』 半导体激光波长公认值
半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器,由于它的波长范围宽,制作简单、成本低、易于大量生产,并且由于体积小、重量轻、寿命长,因此,品种发展快,应用范围广,目前已超过300种,半导体激光器的最主要应用领域是Gb局域网,850nm波长的半导体激光器适用于)1Gh/。局域网,1300nm -1550nm波长的半导体激光器适用于1OGb局域网系统.半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域,已成为当今光电子科学的核心技术.半导体激光器在激光测距、激光雷达、激光通信、激光模拟武器、激光警戒、激光制导跟踪、引燃引爆、自动控制、检测仪器等方面获得了广泛的应用,形成了广阔的市场。1978年,半导体激光器开始应用于光纤通信系统,半导体激光器可以作为光纤通信的光源和指示器以及通过大规模集成电路平面工艺组成光电子系统.由于半导体激光器有着超小型、高效率和高速工作的优异特点,所以这类器件的发展,一开始就和光通信技术紧密结合在一起,它在光通信、光变换、光互连、并行光波系统、光信息处理和光存贮、光计算机外部设备的光祸合等方面有重要用途.半导体激光器的问世极大地推动了信息光电子技术的发展,到如今,它是当前光通信领域中发展最快、最为重要的激光光纤通信的重要光源.半导体激光器再加上低损耗光纤,对光纤通信产生了重大影响,并加速了它的发展.因此可以说,没有半导体激光器的出现,就没有当今的光通信.GaAs/GaAlA。双异质结激光器是光纤通信和大气通信的重要光源,如今,凡是长距离、大容量的光信息传输系统无不都采用分布反馈式半导体激光器(DFB一LD).半导体激光器也广泛地应用于光盘技术中,光盘技术是集计算技术、激光技术和数字通信技术于一体的综合性技术.是大容t.高密度、快速有效和低成本的信息存储手段,它需要半导体激光器产生的光束将信息写人和读出。
『贰』 激光无线通信的物理原理是什么
激光是基于受激发射放大原理而产生的一种相干光辐射,能够发射出激光的装置,称之为激光器。人们常见到的各类普通光源,发出的光的定向性很差,单色性也很差。而激光具有许多与普通的光源发出的光不同的鲜明特点。
激光的特点有:
1.
高定向性:普通的探照灯光的光束延伸几千米后扩展的范围有几十米,而激光光源的光束延伸几千米后的扩展范围只有几厘米。
2.
单色性:由激光器发出的激光辐射能量,通常只集中在十分窄的频率(光谱)范围内,如氦氖激光器发出的频率为
4.74×10
14
Hz
的红色激光,它的频率宽度只有
9×10
-2
Hz
。
3.
相干性:由于激光是基于受激发射放大原理而产生的一种相干光辐射,满足相干条件,因而激光具有很好的相干性。
4.
高亮度:由于激光能把巨大的能量高度集中地辐射出来,所以,如果把强大的激光束会聚起来照射到物体上,可使物体的被照部分的温度升高到几万度。
通讯技术:激光是一种电磁波辐射,自然可以用激光作为光频载波而传递各种信息,即激光通讯。激光通讯可以分为地面大气通讯、宇宙通讯和光学纤维通讯。
『叁』 大气激光通信有什么优点
大气激光通信可传输语言、文字、数据、图像等信息。它具有通信容量大、不受电磁干扰、保密性强、设备轻便、机动性好等优点,但使用时光学收发天线相互对准困难,通信距离限于视距(数千米至数十千米范围),易受气候影响,在恶劣气候条件下甚至会造成通信中断。
『肆』 大气激光通信系统是由哪些部分组成的
大气激光通信系统主要由大气信道、光发送机、光接收机、光学天线(透镜或反射镜)、电发送机、电接收机、终端设备、电源等组成,有的还备有遥控、遥测等辅助设备。信息经电发送机变换成相应的电信号,用调制器调制到由激光器产生的光载波上,再通过光学发射天线将已调制的光信号发射到大气空间。光信号经大气信道传输,到达接收端,光学接收天线对接收到的光信号进行聚焦,再送到光检测器,经放大恢复成原来的电信号,送到电接收机解调成原信息。必要时,可在线路中使用中继器,以延长通信距离。
在外层空间如果运用激光进行通信,可以不受大气的影响。目前卫星通信的载波是微波,数据传输率很难达到每秒50兆比以上,主要原因是通信卫星无法容纳体积很大的天线,而未来的卫星通信数据率却要求工作在每秒数百、数千兆比,因此,只能由激光通信来实现。在通信卫星之间采用激光通信的方法会取得意想不到的优势。在理想情况下,激光载体话路带如为4千赫,可容纳100亿条话路;彩色电视带宽如为10兆赫,可同时传送1000万套节目而互不干扰。
激光的频率单纯,能量高度集中,波束非常细密,波长在微波到红外之间,如果利用激光所特有的高强度、高单色性、高相干性和高方向性等诸多特性,进行星间链路通信,就可以获得容量更大、波束更窄、增益更高、速度更快、抗干扰性更强和保密性更好等一系列优点,从而使激光成为发展空间通信卫星中最理想的载体。
『伍』 利用激光通信有哪几种方式
我们可以看到在现代通信中,无线电波已经能把语言、声音、文字、数据和图像传播到四面八方。人们已不必为传递信息的速度而烦恼,因为无线电波的速度是每秒30万千米,没有什么比这个速度再快的了。然而,在现代通信中使用的无线电波只是电磁波的一部分,其他的主要是光波。
从通信事业发展的历史过程看,作为开路先锋的恰恰是光波。早在公元前700多年,烽火报警就为我们的祖先抵御外来人侵之敌立下了汗马功劳。2000多年以后,无规则的火花又率先成为人们了解电磁波的先驱。后来只是因为普通的光波不是相干波,频率范围很宽,相位也很不规则,而且通信距离短,质量也不稳定,于是才逐渐被无线电波所代替。但是无情的历史也常常会愚弄人,又经过了200多年科学技术的突飞猛进,今天人们又不得不依靠光波来传递信息了,激光通信就是一例。但这不是简单的复古,而是有着本质上的不同。
那么,什么是激光呢?简单地说,当原子处于高能状态时,如果用一个光子去刺激它,使它由高能状态回到低能状态,同时放出两个光子,然后以这两个光子再去分别刺激其他高能状态的原子,以此类推形成光放大,这样形成的光就叫做激光。所谓激光就是“受激辐射光放大”的简称,它的特点是:单色性好,相干性好,方向性好,辐射的能量高度集中。可见,激光是与普通光有着本质区别的一种特殊的光。自从在1960年第一台激光器问世以来,激光科学和激光技术的发展非常迅速。激光在机械加工、电子工业、精密测量、军事武器、医学治疗、通信技术等方面均有大量应用。我国的激光技术发展也非常迅速,这一尖端技术在我国现代化建设中,必将发挥日益重要的作用。
利用激光通信有两种方式,一种是激光大气通信,另一种是光纤通信。
激光大气通信,是以激光为光源,采用光调制器将信息调制在激光上,再通过光学发射天线发送出去。在接收端,光学接收天线将激光信号接收下来送到光探测器,它把激光信号变为电信号,再经过放大解调后又变为原来的信号。激光大气通信的缺点是容易受气候的影响,比如,大雾天气下传输的衰耗值是晴天时的50倍,这是因为激光光波的波长很短,激光中的光粒子与大气中尘埃和水汽滴大小可以比拟,所以它们能散射和吸收激光能。此外,大气的湍流运动也会使激光束在传播过程中产生闪烁和弥散,从而影响激光通信的效果。所以在地面通信中,激光的大气传输只能用于近距离的点间通信。在宇宙航行中,同步卫星之间的高空大气极为稀薄,这时用激光进行中继通信,信号传递的效果是很好的。但这时又会遇到新的困难,这就是光束太窄,光学设备的对准、控制和跟踪等都很不方便。