激光傳輸應(yīng)用前景abc

1、大氣激光傳輸性能與應(yīng)用研究專 業(yè)：光信息科學(xué)與技術(shù) 答辯人：張瑞東導(dǎo) 師： 蘇永道研究整體概況 一、大氣激光傳輸優(yōu)點(diǎn) 二、大氣激光傳輸?shù)陌l(fā)展概況 三、大氣激光傳輸?shù)男阅苎芯?四、大氣激光傳輸?shù)膽?yīng)用研究一、大氣激光傳輸優(yōu)點(diǎn) 與傳統(tǒng)的無線電通信手段和光端機(jī)通信方式相比，激光大氣傳輸通信具有安裝便捷、使用方便等特點(diǎn)，很適合于在特殊地形、地貌及有線通信難以實(shí)現(xiàn)和機(jī)動(dòng)性要求較高的場所工作。此外，激光大氣通信系統(tǒng)跟其他無線電通信手段相比，還具有不擠占寶貴的無線電頻率資源、電磁兼容性好、抗電磁干擾能力強(qiáng)、且不干擾其他傳輸設(shè)備、保密性強(qiáng)等特點(diǎn)，并且在有效通信距離和寬帶等方面還蘊(yùn)藏著巨大的發(fā)展?jié)摿?。二、大氣激?/p>

2、傳輸?shù)陌l(fā)展概況 20世紀(jì)90年代后期研制的激光通信系統(tǒng)功能強(qiáng)、技術(shù)復(fù)雜、自動(dòng)化程度高。如美國研制的激光通信系統(tǒng)，備有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、電子指南針、傾斜校準(zhǔn)儀，可自動(dòng)高速掃描接收定位，把定位信號(hào)用光束傳給通信機(jī)，很快進(jìn)行通信。還可以實(shí)現(xiàn)激光通信與無線電通信互相轉(zhuǎn)換，即在大雨、大霧的天氣可用無線電通信，其它時(shí)間則用激光通信。 目前，激光大氣通信技術(shù)已成為當(dāng)今世界信息技術(shù)的一大熱點(diǎn)，專家預(yù)言，未來它將是構(gòu)筑軍事通信技術(shù)網(wǎng)必不可少的環(huán)節(jié)，因此其發(fā)展趨勢與潛力已引起各國高度重視。 電子指南針全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)三、大氣激光傳輸性能 激光在大氣中傳輸衰減特性激光在大氣中傳輸衰減特性 當(dāng)激光在大氣中傳

3、播時(shí)，由于大氣中存在著各種氣體分子和微粒，如塵埃、煙霧以及刮風(fēng)，下雨，下雪等氣象現(xiàn)象使部分能量因散射而偏離原來的傳播方向(即輻射能量在空間重新分配)，部分光輻射能量被吸收而轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?如熱能等)。大氣分子的吸收是將光輻射能量轉(zhuǎn)換成大氣組成分子的運(yùn)動(dòng)。形成激光傳輸?shù)乃p。 自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)減少衰減 在克服大氣對(duì)激光傳輸影響的方法中，采用自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)被視為目前最有效，也是最有實(shí)用前景的方法。 自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)對(duì)激光束波前擾動(dòng)的校正效果與系統(tǒng)的時(shí)間帶寬、空間帶寬、時(shí)間延遲、探測噪聲等因素有關(guān)。要盡量使變形反射鏡工作帶寬高，自然諧振頻率高，能滿足一定的波前校正動(dòng)態(tài)范圍。自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)具有良好的

4、性能，除應(yīng)適當(dāng)?shù)剡x取系統(tǒng)的空間帶寬和時(shí)間帶寬外，還必須使系統(tǒng)的時(shí)間延遲盡可能短，探測噪聲水平盡可能低。自適應(yīng)激光補(bǔ)償測距儀四、大氣激光傳輸?shù)膽?yīng)用研究1、大氣激光傳輸在軍事上的應(yīng)用、大氣激光傳輸在軍事上的應(yīng)用 由于大氣激光通信除了具有無線電通信的優(yōu)點(diǎn)外，還具有方向性強(qiáng)、保密性好、反偵聽、電子對(duì)抗能力強(qiáng)，能量可集中等優(yōu)點(diǎn)，國內(nèi)外開展了將大氣激光通信用于車輛間移動(dòng)通信的研究，如在車輛間的敵我識(shí)別等的應(yīng)用。 在激光武器方面更是發(fā)揮著重要作用。 激光炮激光炮2、大氣激光傳輸儀器的使用大氣激光傳輸儀器的使用 輝光放電氣體激光器進(jìn)行大氣傳輸激光通信, 是現(xiàn)代先進(jìn)的通信手段的大氣傳輸激光通信演示儀。 激光束有

5、一發(fā)散角，光斑面積隨距離增加而擴(kuò)大, 接收機(jī)因光檢測器受光面積有限接收光強(qiáng)迅速衰減；視頻信號(hào)傳輸最遠(yuǎn)距離20m。發(fā)射機(jī)輸入25Hz到2MHz幅值不變的正弦信號(hào)，用示波器、失真度儀觀測接收機(jī)輸出波形，測儀器通信帶寬。傳送音樂信號(hào)，從接收機(jī)喇叭或外接嗽叭聽音響效果。 氣體輝光放電輝光放電氣體激光器3、激光傳輸在雷達(dá)方向應(yīng)用、激光傳輸在雷達(dá)方向應(yīng)用 激光傳輸雷達(dá)測量系統(tǒng)一般由激光發(fā)射系統(tǒng)、散射光探測系統(tǒng)以及相應(yīng)的測量控制與信息處理系統(tǒng)組成 ，測量時(shí)，激光發(fā)射系統(tǒng)瞄準(zhǔn)目標(biāo)以一定頻率發(fā)射激光脈沖，目標(biāo)散射后，位于遠(yuǎn)場區(qū)域的散射光探測系統(tǒng)以同樣的頻率對(duì)散射光脈沖信號(hào)進(jìn)行采集并處理，提取出信號(hào)的峰值電壓。 微脈沖激光雷達(dá)大氣激光雷達(dá)大氣激光傳輸?shù)牟蛔?大氣激光傳輸對(duì)天氣的要求較高，傳輸中受外界的影響較大； 在應(yīng)用中只能在實(shí)驗(yàn)室達(dá)到很高水平，在市場普及使用還需要繼續(xù)的研究發(fā)展?？偨Y(jié) 激光的應(yīng)用已經(jīng)遍及千家萬戶，和我們的生活融為一體了，但是激光的大氣傳輸?shù)难芯考皯?yīng)用還需要進(jìn)一步的發(fā)展，在未來的信息通信，激光武器等都離不開大氣激光的傳輸，激光以其