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實現(xiàn)藍綠激光通信的關鍵

       和一般通信一樣，藍綠激光通信也是由發(fā)射機、傳輸通道、接收機三部分組成的。藍綠激光通信發(fā)展早期，科學家們一般采取Nd t YAG固體，發(fā)射波長為1.064μm，經(jīng)過轉換后成為0.532μm波段適應了水下傳輸通道。80年代，準分子XeCI激光器出現(xiàn)，其最終可以輸出0.459μm的藍光，最佳傳輸通道對準性更好，平均功率大于20W，但因為氯氣對電路板有腐蝕且設備較大，因此機載和星載途徑難以實現(xiàn)。后來體積小、重量輕、高功率、長壽命的二極管泵浦固體激光器和原子共振濾光片的先后研制成功, 使得將激光器裝在衛(wèi)星和飛機上成為可能，美軍的E-6水星對潛通信飛機便是實現(xiàn)了機載藍綠激光通信。

美軍的E-6水星將長波電臺和藍綠激光通信設備搭載在波音707-320飛機上面，實現(xiàn)了對彈道導彈核潛艇的指令控制。激光在水中衰減雖然小，但是其要達到接收機無論如何都要經(jīng)過空氣，空氣中的二氧化碳、水蒸氣、懸浮微粒和臭氧分子都會吸收其能量，造成衰減，在云層和大氣湍流里傳播更加復雜，激光會出現(xiàn)多徑效應和發(fā)散。即便是在水中，發(fā)散效應和散射也是不可避免的，這就需要建立不同的數(shù)學模型，以便實時調(diào)整激光發(fā)射的角度、強度，方向、頻率等特征以減少衰減。
最后是激光接收機，要求其要具有很高的靈敏度，在深海散射的情況下，既要能感應到微弱的激光，又要能將藍綠激光與太陽光、海底、空氣噪聲里的雜波從真正的信號里過濾出來，使用銫原子共振濾光器很好的解決了這個問題。

各國發(fā)展趨勢

      除了對潛通信以外，藍綠激光通信還在反水雷和水雷戰(zhàn)中具有神奇的作用。反水雷作戰(zhàn)對海底成像是最大的難題，但藍綠激光成像的質量要遠遠優(yōu)于目前普遍使用的聲吶，海灣戰(zhàn)爭期間使用“海妖”直升機攜帶ML-60激光探測器尋找水雷，投入四天就找到了總數(shù)達之前7個月總和的12%。此外如果把這種裝置裝在水雷上，就可以有效的操控水雷何時爆炸，而戰(zhàn)后則可以讓引爆它們防止誤炸自己。
      美軍和蘇軍上世紀就開始了該技術的研制，現(xiàn)代有取得了不小進展。美軍在波音飛機改造的E-6水星就是專門控制彈道導彈核潛艇，北約在上世紀90年代也已經(jīng)驗證了對潛激光通信技術的可行性，目前美軍已經(jīng)有專門對潛進行通信的衛(wèi)星激光搭載設備。

除了對潛通信以外，藍綠激光通信還在反水雷和水雷戰(zhàn)中具有神奇的作用，圖為美國海軍已使用的AN/AES-1 型機載激光探雷系統(tǒng)。
激光對潛通信的技術瓶頸也是十分明顯的，激光波束窄。其從近地軌道射向海面后，即使發(fā)散角可以到2°，投影面積也才幾十公里，大海茫茫，這點面積下面可不一定有潛艇，因此采取的措施都是利用傳統(tǒng)的長波電臺聯(lián)系粗略定位以后再使用激光通信手段精確通信。但即使是這樣，在天氣不好時也無法確保通信質量和定位精度。
我國目前對潛激光通信屬于重點建設的國防科技領域，主要由哈工大、清華、北大、電子科技大學負責研發(fā)，目前已經(jīng)制作出了性能優(yōu)良的激光器通信終端，相信距離真正部署運行為時不遠。