激光通信技术1

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1、激光通信经历了大气通信和光波导（光纤）通信两个重要的发展阶段。早期的激光大气通信曾掀起了世界性的研究热潮，许多经济和技术力量雄厚的发达国家在这个阶段投入了大量的人力、财力和物力，对激光大气通信进行了广泛的研究开发。早期的激光大气通信所用光源多数为二氧化碳气体激光器、YAG固体激光器、He・Ne气体激光器等。二氧化碳气体激光器输Ill激光波长为10.6

2、im,此波长正好处在大气信道传输的低损耗窗口，是较为理想的通信用光源。与激光大气通信技术研究基木同步展开的还有光纤波导通信，从而在技术上形成了激光通信中与传统通信相对应的激光无线通信（激光空间通信）和激光有线通信（激光

3、光纤通信）。1975年，世界上第一条光纤通信实验应用线路在美国芝加哥开通，揭开了光纤通信应用的序幕。此后，随着光纤制作技术、半导体器件技术、光通信系统技术的不断完善和成熟，光纤通信从80年代起在全世界掀起了应用的热潮，并迅速被确认为是地面冇线通信最冇发展潜力的重要的通信手段，以致得到了一口千里的发展和推广应用。与此同时，激光大气通信技术由于器件技术、系统技术和大气信道光传输特性本身的不稳定性等诸多客观因素一时得不到很好的解决和弥补，便在轰轰烈烈的光纤通信热潮屮，隐退得儿乎无影无踪。1.存在的主要问题一段时间以來，激光大气通信技术之所以难以得到应有的发展和推广应用，存

4、在的主要技术问题是：对大气信道衰减大及误减随机变化量大的补偿技术问题;大气湍流的影响，使信道折射率发牛不均匀的随机变化，其结果使接收光斑发生所谓的闪烁现彖和漂移现象。要削弱大气湍流的影响，有许多技术工作要做；驱动功率小、转换效率高、激光输出功率大、调制带宽及伺服系统简m的激光发射器件的制作；灵敏度高、噪声特性好，适合于常温坏境下工作的接收器件的制作；体积小、重量轻、光学特性好、便于安装、调校的光学收发天线的制作；背景噪声的滤除技术问题；如果采用窄带光滤波技术，又是存在激光器的频率稳定技术；在机动性要求高和工作平台方位稳定性差的场合应用，自动跟瞄技术也很关键。上述可归

5、纳为：解决全天候、高机动性和高灵活性稳定可靠工作问题。2.悄然复兴的激光大气通信技术激光问世后，将激光应用于通信的想法就随z产生了。在国际上，美国、英国、日本、前苏联等国家，广泛开展了对激光大气通信的深入研究。然而，进入80年代中后期，国际国内大部分从事激光大气通信技术研究的单位相继停止了进-步研究。有的国家其至还宣布了走激光大气通信研究的路是一条“死胡同匕“走不通二尽管如此，国内外仍冇单位和人员始终在坚持不懈、孜孜探求解决激光大气通信技术问题z路。1998年，巴西AVIBRAS宇航公司公布了该公司研制的一种便携式半导体激光大气通信系统。这种通过激光器联通线路的军用

6、红外通信装置，其外形如同一架双筒望远镜，在上面安装了激光二极管和麦克风。使用时，一方将双筒镜对准另一方即可实现通信，通信距离为lkm,如果将光学天线固定下來，通信距离可达15km。1989年美国FARANT1仪器公司成功地研制出一种短距离、隐蔽式的大气激光通信系统。1990年，美国试验了适用于特种战争和低强度战争需要的紫外光波通信，这种通信系统完全符合战术任务的要求，通信距离为5〜2kim如果对光束进行适当处理后，通信距离可达5〜10km。90年代初，俄罗斯随着其大功率半导体激光器件的研制成功，开始了激光大气通信系统技术的实用化研究。随后不久便相继推出了10km以内

7、的半导体激光大气通信系统并在莫斯科、瓦洛涅什、图拉等城市得以应用。在瓦洛涅什城瓦涅什河两岸相距离4km的两个能源站（电力站）Z间，五年前架设起了半导体激光大气通信系统，该系统可同时传输8路数字电话。五年來，尤其是近三年以來，该系统运行稳定可靠。在距离瓦洛涅什城约200kin以及在距莫斯科不远的地方，也开通了半导体激光大气通信系统线路。现在，俄罗斯冇关专家普遍认为，半导体激光大气通信系统在一定的视距内有效地实现全大候通信是完全町能的，也是很有潜力的。这种潜力主要体现在：半导体激光大气通信象其他无线电通信手段-样，具有安装便捷、使用方便的特点，很适合于在特殊地形、地貌及

8、有线通信难以实现和机动性要求较高的场所工作；半导体激光人气通信系统跟其他无线电通信手段相比，具冇不挤占•宝贵的无线电频率资源、电磁兼容性好、抗强电磁干扰能力强、保密性好等特点。当然其有效通信距离和带宽还待进一步提高；跟微波、毫米波通信相比，半导体激光通信系统在价格上也有较强的竞争优势，是一种易于被市场和用八接受的通信手段；在点对点的半导体激光大气通信系统技术实用化后，半导体激光大气通信系统还是组建各种室内、室外局域网的有效手段。正如国外有的专家所说的那样,半导体激光人气通信系统对于城市屮移动电话蜂駕网的建设和发展，有着不可低估的价值,因为它的合理应用，会使蜂駕网