解读激光送蒙娜丽莎飞向月球的意义

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  伴随着激光的产生,一种新颖奇特的通信--激光通信问世了。尤其是近年来,随着光导纤维通信的高速发展,给激光通信带来了明媚的春天,成为现代通信的"热门"领域。激光通信依据传输介质的不同,主要分为光纤通信、大气通信、空间通信和水下通信四类,其中最常见、发展最成熟的是大气激光通信和光导纤维通信。

  一、大气激光通信:炸不断的线路

  大气激光通信是以大气为传输介质的激光通信。它有"两不怕":一不怕侦听和干扰。由于激光频率极高,光束极细,方向性又好(指哪射哪),所以用当今的电话设备无法侦听,用电磁波更难以截获和干扰。至于天空中电离层的变幻和骚动,地球两极上空极光闪烁等对它影响也甚微,好似两股道上跑的车,互不干扰,因此其通信稳定,话音质量良好。二不怕核辐射。一般无线电通信方式在核武器爆炸瞬间都要中断一阵子,唯独激光通信不受其害,这是因为核武器爆炸所产生的强电磁脉冲,并没有激光的频率高,所以干扰不了激光。同时,核武器爆炸所产生的强烈光辐射,属于非相干光之类,尽管能量很强,但是不集中,向四面八方发散,即使能够钻进激光接收机,其强度相比也是微乎其微,除了会增加点噪声外,无其它影响。难怪人们称大气通信是炸不断的"线路",能"气死"核武器。

  大气激光通信不但可以传送电话,还可以传送数据、传真、电视和可视电话等。现在各国研究主要集中在增大通信距离,提高全天候性能和传输速率以及实现移动通信等方面。据报道,前苏联早已建造了一条直线距离为160-180公里的大气通信系统;美国海军电子中心则在17.6公里二氧化碳激光通信中实现了可通信率为99%的准全天候通信;日本用氦氖激光器在2公里线路上的传输速率达到1.544Kb/s。此外,美激光系统公司研制的系统中,装有高倍双目望远镜,可将活动目标放大20倍,从而解决了移动通信问题,可用于各种移动车辆、舰艇、高速直升机的移动通信。可见,激光大气通信已成为现代保密通信的得力工具。

  二、光导纤维通信:通信"点对点"

  光导纤维通信,是以光导纤维为传输介质的激光通信,它更是神奇绝妙,别具一格。光信号在极细的玻璃丝中传播,既不向外泄漏一丝一毫,外面杂乱无章的光束(阳光、灯光及各种红外辐射)也休想窜进来兴风作浪;至于空间那些喧闹不堪的电磁波,因频率相对太低,只好干瞪眼,在光导纤维外面"徘徊",毫无办法。此外,光导纤维通信还不会受大气中的云、雾、雨、雪等自然条件所左右,因此通信质量良好,传递图像清晰,传输数据误码率极低。

  在军事应用上,光导纤维通信一样可以大显身手。如在短距离(几百米)通信方面,可用于通信车厢内配线、各种作战飞机内的数据传输母线、信号显示及机内温控、遥测等。据悉,光纤点对点通信链路已在F/A-18、AV-8B、"黑鹰"直升机等飞机中有良好表现。由于电磁干扰、电磁脉冲、高强度无线电频率及定向能武器等严重威胁电控飞行的飞机安全,采用光纤系统实施"光控飞行"则不怕上述干扰,还可把机载设备重量减少90-320kg;也可用于大型军舰内的闭路电视系统,多路通信系统及数据显示和传输以及各种天线的连接等。例如,美海军"能抗毁的自适应光纤嵌入网"已实现实用化,并安装于CG-47"Aegis"导弹巡洋舰、DDG51级导弹驱逐舰、"乔治·华盛顿"号航空母舰等装备上。在中距离(几百米至1公里)通信方面,光缆适宜于指挥所内通信配线,导弹、火箭的遥控和遥测,野战计算机之间的连线等。在长距离(1公里至上百公里)通信方面,光缆还可用于雷达群传送情报和数据传输,特别是低损耗、大容量海底光缆系统,为陆、海、空军立体军事战略自动化通信网开辟了广阔的前景。据报道,近期美国国防部列出了2010年十大国防技术,其中两项是"光子学·光电子学"和"点对点通信",而光纤通信在"点对点通信"中占有举足轻重的地位。

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