什么是激光通信？它有哪些應(yīng)用類型及發(fā)展現(xiàn)狀？

激光通信是一種利用激光傳輸信息的通信方式。激光是一種新型光源，具有亮度高、方向性強、單色性好、相干性強等特征，這些特點使得激光通信具有許多優(yōu)勢。按傳輸媒質(zhì)的不同，激光通信可以分為大氣激光通信和光纖通信。大氣激光通信是利用大氣作為傳輸媒質(zhì)的激光通信，這種通信方式可以實現(xiàn)較遠的傳輸距離，但由于大氣對光的吸收和散射作用，其傳輸質(zhì)量和穩(wěn)定性會受到一定影響。光纖通信是利用光纖傳輸光信號的通信方式，這種通信方式的傳輸損耗小、傳輸帶寬大、抗干擾能力強，是目前應(yīng)用最廣泛的通信方式之一。激光通信具有傳輸容量大、速度快、保密性好等優(yōu)點，可以應(yīng)用于地面間短距離通信、短距離內(nèi)傳送傳真和電視、導(dǎo)彈靶場的數(shù)據(jù)傳輸和地面間的多路通信、通過衛(wèi)星全反射的全球通信和星際通信，以及水下潛艇間的通信等領(lǐng)域。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，激光通信的應(yīng)用前景將會更加廣闊。

激光通信的工作模式主要包括以下步驟：發(fā)送部分，將要傳送的信息送到與激光器相連的光調(diào)制器中，光調(diào)制器將信息調(diào)制在激光上，然后通過光學發(fā)射天線發(fā)送出去。接收部分，在接收端，光學接收天線將激光信號接收下來，然后送到光探測器，光探測器將激光信號變?yōu)殡娦盘?，?jīng)過放大、解調(diào)后變?yōu)樵瓉淼男畔ⅰ＜す馔ㄐ诺墓ぷ髂Ｊ骄褪峭ㄟ^將信息調(diào)制在激光上，然后通過光學天線發(fā)送和接收，從而實現(xiàn)信息的傳輸。這種工作方式具有傳輸容量大、速度快、保密性好等優(yōu)點，可以應(yīng)用于各種通信場景。

激光通信的應(yīng)用主要有以下幾個方面：

地面間短距離通信：激光通信可以用于地面間的短距離通信，例如在城市中的高樓之間或者是在戰(zhàn)場上的部隊之間。這種應(yīng)用方式可以利用激光的直線傳播和高速度特性，實現(xiàn)快速、高效的數(shù)據(jù)傳輸。

短距離內(nèi)傳送傳真和電視：激光通信也可以用于短距離內(nèi)傳送傳真和電視信號。這種應(yīng)用方式可以利用激光的高帶寬特性，實現(xiàn)高質(zhì)量的圖像和聲音傳輸。

導(dǎo)彈靶場的數(shù)據(jù)傳輸和地面間的多路通信：激光通信還可以用于導(dǎo)彈靶場的數(shù)據(jù)傳輸和地面間的多路通信。這種應(yīng)用方式可以利用激光的高速度和高帶寬特性，實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的快速傳輸。

通過衛(wèi)星全反射的全球通信和星際通信，以及水下潛艇間的通信：激光通信還可以通過衛(wèi)星全反射實現(xiàn)全球通信和星際通信，以及水下潛艇間的通信。這種應(yīng)用方式可以利用激光的直線傳播和高速度特性，實現(xiàn)遠距離、高速度的數(shù)據(jù)傳輸。

激光通信的發(fā)展現(xiàn)狀，從20世紀60年代中期開始，國外就已經(jīng)開始研究衛(wèi)星激光通信技術(shù)，并在90年代進行了試驗驗證。目前，該技術(shù)已經(jīng)進入快速發(fā)展階段。隨著航空航天遙感平臺的增多以及高分辨率相機、合成孔徑雷達等技術(shù)的發(fā)展，對大容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟪手笖?shù)級增長。然而，以微波為媒介的傳統(tǒng)衛(wèi)星通信技術(shù)受帶寬限制，數(shù)據(jù)傳輸容量和速率已經(jīng)難以大幅提高，因此，衛(wèi)星激光通信技術(shù)已成為構(gòu)建天基信息網(wǎng)絡(luò)的重要技術(shù)途徑。

激光通信的主要技術(shù)瓶頸集中在窄光束長距離發(fā)散和大氣衰減上。目前的主要技術(shù)包括捕捉跟蹤技術(shù)、通信收發(fā)技術(shù)、大氣補償技術(shù)、光機電設(shè)計技術(shù)、系留氣球中繼技術(shù)、平流層飛艇中繼技術(shù)等。激光通信的技術(shù)趨勢是向高速率、網(wǎng)絡(luò)化、多用途以及一體化發(fā)展。目前，激光通信主要應(yīng)用場景還集中在星間激光通信上，未來有望大規(guī)模應(yīng)用于星間信息傳輸。激光通信的發(fā)展前景廣闊，但仍有一些關(guān)鍵技術(shù)需要突破。