激光通信原理

　　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(qiáng)、單色性好、相干性強(qiáng)等特征。按傳輸媒質(zhì)的不同，可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。光纖通信是利用光纖傳輸光信號(hào)的通信方式。

　　激光通信系統(tǒng)組成設(shè)備包括發(fā)送和接收兩個(gè)部分。發(fā)送部分主要有激光器、光調(diào)制器和光學(xué)發(fā)射天線(xiàn)。接收部分主要包括光學(xué)接收天線(xiàn)、光學(xué)濾波器、光探測(cè)器。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，通過(guò)光學(xué)發(fā)射天線(xiàn)發(fā)送出去。在接收端，光學(xué)接收天線(xiàn)將激光信號(hào)接收下來(lái)，送至光探測(cè)器，光探測(cè)器將激光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)放大、解調(diào)后變?yōu)樵瓉?lái)的信息。

　　激光通信的優(yōu)缺點(diǎn)

　　激光本身具有亮度高、方向性強(qiáng)、單色性好、相干性強(qiáng)等特征，除了語(yǔ)言信息語(yǔ)言，它還能傳輸文字、數(shù)據(jù)、圖像等信息。

　　激光通信的優(yōu)點(diǎn)：

　　1.通信容量大。在理論上，激光通信可同時(shí)傳送1000萬(wàn)路電視節(jié)目和100億路電話(huà)。

　　2.保密性強(qiáng)。激光不僅方向性特強(qiáng)，而且可采用不可見(jiàn)光，因而不易被敵方所截獲，保密性能好。

　　3.結(jié)構(gòu)輕便，設(shè)備經(jīng)濟(jì)。由于激光束發(fā)散角小，方向性好，激光通信所需的發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)都可做的很小，一般天線(xiàn)直徑為幾十厘米，重量不過(guò)幾公斤，而功能類(lèi)似的微波天線(xiàn)，重量則以幾噸、十幾噸計(jì)。

　　激光通信的缺點(diǎn)：

　　1.通信距離限于視距（數(shù)公里至數(shù)十公里范圍），易受氣候影響，在惡劣氣候條件下甚至?xí)斐赏ㄐ胖袛?。大氣中的氧、氮、二氧化碳、水蒸汽等大氣分子?duì)光信號(hào)有吸收作用；大氣分子密度的不均勻和懸浮在大氣中的塵埃、煙、冰晶、鹽粒子、微生物和微小水滴等對(duì)光信號(hào)有散射作用。云、雨、霧、雪等使激光受到嚴(yán)重衰減。地球表面的空氣對(duì)流引起的大氣湍流能對(duì)激光傳輸產(chǎn)生光束偏折、光束擴(kuò)散、光束閃爍（光束截面內(nèi)亮斑和暗斑的隨機(jī)變化）和像抖動(dòng)（光束會(huì)聚點(diǎn)的隨機(jī)跳動(dòng)）等影響。

　　2.不同波長(zhǎng)的激光在大氣中有不同的袞減。理論和實(shí)踐證明：波長(zhǎng)為0.4～0.7μm以及波長(zhǎng)為0.9、1.06、2.3，3.8，10.6μm的激光衰減較小，其中波長(zhǎng)為0.6μm的激光穿霧能力較強(qiáng)。大氣激光通信可用于江河湖泊、邊防、海島、高山峽谷等地的通信；還可用于微波通信或同軸電纜通信中斷搶修時(shí)的臨時(shí)頂替設(shè)備。波長(zhǎng)為0.5μm附近的藍(lán)綠激光可用于水下通信或?qū)撏ㄐ拧?/p>

　　3.瞄準(zhǔn)困難。激光束有極高的方向性，這給發(fā)射和接收點(diǎn)之間的瞄準(zhǔn)帶來(lái)不少困難。為保證發(fā)射和接收點(diǎn)之間瞄準(zhǔn)，不僅對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性和精度提出很高的要求，而且操作也復(fù)雜。