激光如何抢占通信领域的先机？

出 品：科普中国

作 者：兰顺正

策 划：宋雅娟 涂子怡

监 制：光明网科普事业部

近日，在佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心，通用原子电磁系统公司与美国国防部太空发展局利用SpaceX公司“猎鹰9号”商业火箭将激光互联网络通信系统（LINCS）卫星发射到指定轨道。

独树一帜的激光通信

激光作为一种新型光源，具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性强等特征，激光通信则是利用激光来作为信息的载体。与传统的无线电通信相比，卫星激光通信具有许多独到之处：

首先激光载波频率具有数百 THz量级，比载波频率在几 GHz 到几十 GHz 范围内的传统无线电通信高 3~5 个数量级，可携带更多信息，通信速率更高。其次激光发散角小，束宽极窄且指向性好，在空间中不易被捕获。在进行激光通信时，设备必须位于狭窄的光束之内，才能接收到较为清晰的信号，因此可以利用激光进行两点之间的高度保密通信，也可以建立防拦截激光通信网络，进行多点保密通信，通信过程中不易受外界干扰，拥有更好的安全性和可靠性。同时激光波长比无线电波长小 3~5 个数量级，激光通信系统所需的收发光学天线、发射与接收部件等器件与无线电所需器件相比，尺寸小、重量轻，可满足小型化、轻量化、低功耗的要求。

激光通信是未来通信技术发展的重要方向之一

虽然激光通信也存在着一定的局限性。如与微波通信相比，激光通信的成本较高；激光在大气传输的过程中，会被雪雾和雨水大大衰减而影响通信的质量；且激光束极高的方向性也导致对设备的稳定性和精度提出很高的要求。但是总体来说，激光通信必将在军事领域以及未来空间高速数据传输方面得到广泛的应用，这已经成为国际上的共识及趋势。此前美国太空发展局局长德里克·图尔尼尔就曾说过，激光通信可以带来“高带宽、低延时、信号干扰概率低的通信网络，适用于任何平台，无论是在水面上，船上，还是在空中”。

“大国竞争”的助力

其实美国等国家在很早之前就已经率先开展卫星激光通信技术研究，如在 1968 年美国 NASA 戈达德太空飞行中心的科研人员就曾将一束激光从地面站发送至近地轨道卫星 GEOS⁃II，进行激光传输实验，分析了大气湍流对激光信号传输的影响；1985年美方又运用高精度跟瞄技术建立了稳定的激光通信链路。而在2013 年，美国月球激光通信演示验证项目成功实施，为其卫星激光通信发展奠定了深厚技术基础。

无线电通信易受到对方电子战部队的干扰

这些年美国重回“大国竞争”，因此为应对同级别的对手，美军对于通信安全的要求也骤然加强。美军认为，当前各类武器系统都依靠无线电信号通信，而这也是一些自动功能的基础，自动功能虽可以提升武器的防御力，但无线电信号很容易被“黑客入侵”。根据华盛顿的说法，俄罗斯在研制电子战系统方面取得了重大进展。五角大楼联合人工智能中心最近发布报告说：“俄罗斯军队的技术比美国更先进，而且正在迅速发展人工智能，以获得战场信息优势”。在这种情况下，激光通信就成为美军的关注重点之一。

据报道，此次是美国国防部太空发展局自2019年成立以来第一次发射卫星。激光互联网络通信系统由12颗微型 “立方卫星”（CubeSats）组成，每颗卫星载有一个C波段双波长全双工光通信终端(OCT)和一个红外（IR）有效载荷，所有部件均有原子电磁系统公司圣地亚哥生产厂设计和制造，目前已有两个卫星进入轨道开始调试运行。据分析，美国军方和通用原子公司将试图改变通信方式，欲抢在俄罗斯等国前面占得卫星激光通信的先机。通用原子电磁系统集团总裁斯科特·福尼表示，未来是光通信的天下，即将开展的实验标志着通信“进化”的开端。

军事小词典

激光通信原理：在利用激光进行通信时，技术人员需要首先将各种形式的信号转变为调制光束。在接收站，技术人员需要用激光接收装置接收调制光束，并进行解调，从而将所需信号与激光束（载波）分离，与信号强度相关的输出电流将被逐级放大，然后被输送到扬声器或其他装置。

来源： 科普中国-军事科技前沿

浅谈不同的激光波长对应的激光应用

东莞市蓝宇激光有限公司是一家集研发，生产，销售为一体的半导体激光器、光纤耦合激光器的高新技术型企业。波长覆盖从375nm到980nm的紫外光、红绿蓝紫光到近红外光波段，广泛应用于激光直接成像（LDI）、激光光纤耦合、机器视觉、激光雷达、DOE结构光、激光医疗美容、舞台灯光与检测传感等多个领域。

激光的应用领域非常广泛，主要有工业、医疗、商业、科研、信息和军事六个领域。不同的波长可应用于不同的领域，简单的了解一下激光波长对应的应用吧！

375nm-980nm 激光波长对应的常规应用

375nn

激光医疗、科研、LDI......

395nm

激光医疗、科研、LDI......

405nm

激光直接成像LDI、激光制版印刷、粉尘检测......

450nm

激光医疗、激光焊接、3D打印、激光雕刻、舞台灯光、激光照明、生产加工、酒座灯具、激光打标......

488nm

科研、激光医疗、证物勘探......

520nm

激光照明、激光医疗、激光指示、激光定位、舞台灯光、酒座灯具、测径测量、激光预警、激光炫目......

635nm

激光医疗、激光指示、激光定位、舞台灯光、测径测量、激光测距......

658nm

激光理疗、激光美容、哺光仪、舞台灯光、酒座灯具、粉尘检测、机器视觉、三维检测、三维测量、激光测距......

780nm

扫地机器人、智能机器人、避障感应......

808nm

激光医疗&美容&嫩肤、夜视补光、激光预警、照明、扫地机器人、三维检测、三维测量......

820nm

三维检测、激光散斑、三维测量......

830nm

激光医疗&美容、三维成像、激光避障、激光触控、人脸识别、三维检测、三维测量......

850nm

激光医疗&美容&嫩肤、夜视、机器视觉、人脸识别、三维检测、三维测量......

940nm

激光医疗、激光感应、激光夜视补光、防伪识别......

980nm

激光夜视补光、监控、红外感应、防伪识别......

还有980nm以上的波长以及更多激光应用等你发现！可以说说还有哪些详细的应用。

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