激光传输应用前景讲解

大气激光传输性能与应用研究专业：光信息科学与技术答辩人：张瑞东导师：苏永道研究整体概况•一、大气激光传输优点•二、大气激光传输的发展概况•三、大气激光传输的性能研究•四、大气激光传输的应用研究一、大气激光传输优点•与传统的无线电通信手段和光端机通信方式相比，激光大气传输通信具有安装便捷、使用方便等特点，很适合于在特殊地形、地貌及有线通信难以实现和机动性要求较高的场所工作。此外，激光大气通信系统跟其他无线电通信手段相比，还具有不挤占宝贵的无线电频率资源、电磁兼容性好、抗电磁干扰能力强、且不干扰其他传输设备、保密性强等特点，并且在有效通信距离和宽带等方面还蕴藏着巨大的发展潜力。二、大气激光传输的发展概况•20世纪90年代后期研制的激光通信系统功能强、技术复杂、自动化程度高。如美国研制的激光通信系统，备有全球卫星定位系统（GPS）、电子指南针、倾斜校准仪，可自动高速扫描接收定位，把定位信号用光束传给通信机，很快进行通信。还可以实现激光通信与无线电通信互相转换，即在大雨、大雾的天气可用无线电通信，其它时间则用激光通信。•目前，激光大气通信技术已成为当今世界信息技术的一大热点，专家预言，未来它将是构筑军事通信技术网必不可少的环节，因此其发展趋势与潜力已引起各国高度重视。电子指南针全球卫星定位系统三、大气激光传输性能•激光在大气中传输衰减特性当激光在大气中传播时，由于大气中存在着各种气体分子和微粒，如尘埃、烟雾以及刮风，下雨，下雪等气象现象使部分能量因散射而偏离原来的传播方向(即辐射能量在空间重新分配)，部分光辐射能量被吸收而转变为其他形式的能量(如热能等)。大气分子的吸收是将光辐射能量转换成大气组成分子的运动。形成激光传输的衰减。自适应光学系统减少衰减•在克服大气对激光传输影响的方法中，采用自适应光学技术被视为目前最有效，也是最有实用前景的方法。•自适应光学系统对激光束波前扰动的校正效果与系统的时间带宽、空间带宽、时间延迟、探测噪声等因素有关。要尽量使变形反射镜工作带宽高，自然谐振频率高，能满足一定的波前校正动态范围。自适应光学系统具有良好的性能，除应适当地选取系统的空间带宽和时间带宽外，还必须使系统的时间延迟尽可能短，探测噪声水平尽可能低。自适应激光补偿测距仪四、大气激光传输的应用研究1、大气激光传输在军事上的应用由于大气激光通信除了具有无线电通信的优点外，还具有方向性强、保密性好、反侦听、电子对抗能力强，能量可集中等优点，国内外开展了将大气激光通信用于车辆间移动通信的研究，如在车辆间的敌我识别等的应用。在激光武器方面更是发挥着重要作用。激光炮激光炮2、大气激光传输仪器的使用•辉光放电气体激光器进行大气传输激光通信,是现代先进的通信手段的大气传输激光通信演示仪。激光束有一发散角，光斑面积随距离增加而扩大,接收机因光检测器受光面积有限接收光强迅速衰减；视频信号传输最远距离20m。发射机输入25Hz到2MHz幅值不变的正弦信号，用示波器、失真度仪观测接收机输出波形，测仪器通信带宽。传送音乐信号，从接收机喇叭或外接嗽叭听音响效果。气体辉光放电辉光放电气体激光器3、激光传输在雷达方向应用•激光传输雷达测量系统一般由激光发射系统、散射光探测系统以及相应的测量控制与信息处理系统组成，测量时，激光发射系统瞄准目标以一定频率发射激光脉冲，目标散射后，位于远场区域的散射光探测系统以同样的频率对散射光脉冲信号进行采集并处理，提取出信号的峰值电压。微脉冲激光雷达大气激光雷达大气激光传输的不足•大气激光传输对天气的要求较高，传输中受外界的影响较大；•在应用中只能在实验室达到很高水平，在市场普及使用还需要继续的研究发展。总结•激光的应用已经遍及千家万户，和我们的生活融为一体了，但是激光的大气传输的研究及应用还需要进一步的发展，在未来的信息通信，激光武器等都离不开大气激光的传输，激光以其优越的性能赢得了广泛的关注，在不久的将来，激光大气传输一定有飞速的发展。致谢•感谢各位评委老师的评审•感谢济南大学对我四年的培养•感谢苏永道老师的指导•感谢老师和同学们的帮助