激光技術(shù)可以說是最熱門的新技術(shù)之一,在軍用方面的用途也相當廣,雖說激光武器非常有前景,不過目前真正值得注意的是激光通信技術(shù),這一技術(shù)已經(jīng)相當成熟,正逐步進入實際應用階段。激光通信的原理與普通的無線電通信相類似,所不同的是,無線電通信是各類信息調(diào)制到無線電載波上發(fā)送出去,激光通信則是信息調(diào)制到激光載波上發(fā)送出去。
美國對這一技術(shù)非常重視,對其研發(fā)的投入一直不小,期待利用這一技術(shù)打造絕對可靠通訊網(wǎng)絡。把該技術(shù)的二個大特點全利用上,一是:通信容量大,理論上,可同時傳送1000萬路電視節(jié)目和100億路電話;激光通信設備結(jié)構(gòu)輕便,尺寸與重量都非常小,自然經(jīng)濟性也強,這是構(gòu)建通信網(wǎng)絡的前提條件。二:保密性強,激光不僅方向性特強,且為不可見光,屬于點對點的直接通信,不會如無線電那樣,向四周傳播,太容易被竊取并密譯,它則幾乎無法竅聽與攔截,也就不是可能被破譯了。
美國研發(fā)的重點就是把這一技術(shù)應用到衛(wèi)星上,由衛(wèi)星充當整個系統(tǒng)的中轉(zhuǎn)站。這是因為激光通信是利用激光束來實現(xiàn)點對點的連接,由于激光為直線傳播。如果要進行遠距離通信,只能借助于衛(wèi)星中傳,這就是需要建立衛(wèi)星鏈路。于是該技術(shù)最頭痛的問題出現(xiàn)了,無論衛(wèi)星與衛(wèi)星之間的激光通信,以及衛(wèi)星與地面之間的激光通信都要解決一個前提,如何保持相互間的激光束連接那?衛(wèi)星之間的距離少則幾千公里,遠則幾萬公里,甚至更遠。雙方的相對位置處于運動之中,這樣讓激光束穩(wěn)定的照射到對方的收接器上相當?shù)碾y,甚至成了最為關(guān)健的技術(shù)。
這個問題困擾了各國科學家相當長的時間,所以從上世紀90年,西方各國即投入大力加以研究,可是直到最近10年,才算開始進入試驗階段,2008年時,美國才第一次進行衛(wèi)星間的激光通信試驗,相距5千公里的衛(wèi)星之間,可以進行數(shù)據(jù)傳播。這個成果令美國相當興奮的,這意味著其激光通信網(wǎng)絡的關(guān)健問題已突破了,處于世界絕對領先的水平,中俄都沒有解決這個問題,美軍將可以獨享激光通信網(wǎng)絡,這個意義就非常大了!
可惜沒過多久,中國公開了一條消息:2011年時,以海洋二號衛(wèi)星上成功進行了激光天地通信鏈路實驗,在衛(wèi)星與地面站相距近2000公里,相對28000多公里/小時的運動條件下,進行雙向極窄光束對準,建立了504Mbps空地鏈路。中國也同樣解決了這一關(guān)健性問題,與美國的差距再次縮短了,唯享夢也可以醒了。
這讓中國一舉在衛(wèi)星激光通信技術(shù)直接跨入國際先進終端行列的有功之臣,絕對不能不提兩個人:哈爾濱工業(yè)大學的馬晶、譚立英,這是一對夫妻,1991年時,他們開始自費從事相關(guān)的理論研究,最終于1995年完成衛(wèi)星激光通信的概念研究,從此開始獲得經(jīng)費和人員支持,逐步組建起由百余名師生組成的科研隊伍,成立了空間光通信技術(shù)研究中心,創(chuàng)建了衛(wèi)星光通信技術(shù)重點學科實驗室。 2011年的試驗成功,只是開始,他們已經(jīng)確立了下一步奮斗目標:2020年前實現(xiàn)每秒10G的數(shù)據(jù)傳輸。僅憑這些,大家應對他們兩位致敬!
他們兩人只是中國廣大科研人員之中的一員,他們也不是孤軍作戰(zhàn),中國實際擁有多家科研機構(gòu)從事激光通信技術(shù)研究,較大的即有四家,已經(jīng)取得了相當多的成果。同時,我們已經(jīng)把最新的量子通信系統(tǒng)與激光通信技術(shù)兼容到了一起,所謂的“星地量子通信系統(tǒng)”。該系統(tǒng)最終能實現(xiàn)使用一套光學收發(fā)系統(tǒng)和跟蹤瞄準系統(tǒng),從而在星地之間同時進行量子通信和經(jīng)典激光通信,這一技術(shù)在2011年時即取得了專利。
中國的激光通信研究工作開展較晚,但是許多單項技術(shù)已經(jīng)成熟,構(gòu)建中國自己的激光通信網(wǎng)絡已不成什么難事了。