雷射通信是一種利用雷射傳輸信息的通信方式。雷射是一種新型光源，具有亮度高、方向性強、單色性好、相干性強等特徵。按傳輸媒質的不同，可分為大氣雷射通信和光纖通信。大氣雷射通信是利用大氣作為傳輸媒質的雷射通信。光纖通信是利用光纖傳輸光信號的通信方式。
基本介紹
- 中文名：雷射通信
- 外文名：laser communications
- 特點： 單色性好、方向性強
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定義
雷射是一種方向性極好的單色相干光。利用雷射來有效地傳送信息，叫做雷射通信。
組成結構
雷射通信系統組成設備包括傳送和接收兩個部分。傳送部分主要有雷射器、光調製器和光學發射天線。接收部分主要包括光學接收天線、光學濾波器、光探測器。要傳送的信息送到與雷射器相連的光調製器中，光調製器將信息調製在雷射上，通過光學發射天線傳送出去。在接收端，光學接收天線將雷射信號接收下來，送至光探測器，光探測器將雷射信號變為電信號，經放大、解調後變為原來的信息。
特點
大氣雷射通信可傳輸語言、文字、數據、圖像等信息。
雷射通信的優點是：
（1）通信容量大。在理論上，雷射通信可同時傳送1000萬路電視節目和100億路電話。
（2）保密性強。雷射不僅方向性特強，而且可採用不可見光，因而不易被敵方所截獲，保密性能好。
（3）結構輕便，設備經濟。由於雷射束髮散角小，方向性好，雷射通信所需的發射天線和接收天線都可做的很小，一般天線直徑為幾十厘米，重量不過幾公斤，而功能類似的微波天線，重量則以幾噸、十幾噸計。
雷射通信的一些弱點是：
（1）通信距離限於視距（數公里至數十公里範圍），易受氣候影響，在惡劣氣候條件下甚至會造成通信中斷。大氣中的氧、氮、二氧化碳、水蒸汽等大氣分子對光信號有吸收作用；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光信號有散射作用。雲、雨、霧、雪等使雷射受到嚴重衰減。地球表面的空氣對流引起的大氣湍流能對雷射傳輸產生光束偏折、光束擴散、光束閃爍（光束截面內亮斑和暗斑的隨機變化）和像抖動（光束會聚點的隨機跳動）等影響。
不同波長的雷射在大氣中有不同的袞減。理論和實踐證明：波長為0.4～0.7μm以及波長為0.9、1.06、2.3，3.8，10.6μm的雷射衰減較小，其中波長為0.6μm的雷射穿霧能力較強。大氣雷射通信可用於江河湖泊、邊防、海島、高山峽谷等地的通信；還可用於微波通信或同軸電纜通信中斷搶修時的臨時頂替設備。波長為0.5μm附近的藍綠雷射可用於水下通信或對潛艇通信。
（2）瞄準困難。雷射束有極高的方向性，這給發射和接收點之間的瞄準帶來不少困難。為保證發射和接收點之間瞄準，不僅對設備的穩定性和精度提出很高的要求，而且操作也複雜。
大氣雷射通信系統
大氣雷射通信系統主要由大氣信道、光傳送機、光接收機、光學天線（透鏡或反射鏡）、電傳送機、電接收機、終端設備、電源等組成，有的還備有遙控、遙測等輔助設備。信息經電傳送機變換成相應的電信號，用調製器調製到由雷射器產生的光載波上，再通過光學發射天線將已調製的光信號發射到大氣空間。光信號經大氣信道傳輸，到達接收端，光學接收天線對接收到的光信號進行聚焦，再送到光檢測器，經放大恢復成原來的電信號，送到電接收機解調成原信息。必要時，可線上路中使用中繼器，以延長通信距離。
大氣層外的雷射通信稱為空間雷射通信。優點是傳輸損耗小，傳輸距離遠，通信質量高。主要用於衛星間通信。
套用領域
雷射通信的套用主要有以下幾個方面：1、地面間短距離通信；2、短距離內傳送傳真和電視；3、由於雷射通信容量大，可作飛彈靶場的數據傳輸和地面間的多路通信。4、通過衛星全反射的全球通信和星際通信，以及水下潛艇間的通信。
研究進展
太空寬頻是指利用極為細小的雷射束傳輸數據，速率可比現有基於無線電波的通信方式提高10倍到1000倍。
2014年6月6日，美國航天局宣布，該機構利用雷射束把一段高清視頻從國際空間站傳送回地面，成功完成一種可能根本性改變未來太空通信的技術演示。這一通信試驗名為“雷射通信科學光學載荷”（OPALS）。
據美國航天局發布的訊息，在5日進行的技術演示中，一段時長37秒的高清視頻，只用了3.5秒就成功傳回，相當於傳輸速率達到每秒50兆，而傳統技術下載需要至少10分鐘。
據美國航天局介紹，OPALS利用極為細小的雷射束傳輸數據，速率可比現有基於無線電波的通信方式提高10倍到1000倍。
