實(shí)現(xiàn)藍(lán)綠激光通信的關(guān)鍵

       和一般通信一樣，藍(lán)綠激光通信也是由發(fā)射機(jī)、傳輸通道、接收機(jī)三部分組成的。藍(lán)綠激光通信發(fā)展早期，科學(xué)家們一般采取Nd t YAG固體，發(fā)射波長為1.064μm，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后成為0.532μm波段適應(yīng)了水下傳輸通道。80年代，準(zhǔn)分子XeCI激光器出現(xiàn)，其最終可以輸出0.459μm的藍(lán)光，最佳傳輸通道對準(zhǔn)性更好，平均功率大于20W，但因?yàn)槁葰鈱﹄娐钒逵懈g且設(shè)備較大，因此機(jī)載和星載途徑難以實(shí)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(jī)上成為可能，美軍的E-6水星對潛通信飛機(jī)便是實(shí)現(xiàn)了機(jī)載藍(lán)綠激光通信。

美軍的E-6水星將長波電臺和藍(lán)綠激光通信設(shè)備搭載在波音707-320飛機(jī)上面，實(shí)現(xiàn)了對彈道導(dǎo)彈核潛艇的指令控制。激光在水中衰減雖然小，但是其要達(dá)到接收機(jī)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(fù)雜，激光會出現(xiàn)多徑效應(yīng)和發(fā)散。即便是在水中，發(fā)散效應(yīng)和散射也是不可避免的，這就需要建立不同的數(shù)學(xué)模型，以便實(shí)時調(diào)整激光發(fā)射的角度、強(qiáng)度，方向、頻率等特征以減少衰減。
最后是激光接收機(jī)，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(yīng)到微弱的激光，又要能將藍(lán)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(lán)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(lán)綠激光成像的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jī)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(dá)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(jì)就開始了該技術(shù)的研制，現(xiàn)代有取得了不小進(jìn)展。美軍在波音飛機(jī)改造的E-6水星就是專門控制彈道導(dǎo)彈核潛艇，北約在上世紀(jì)90年代也已經(jīng)驗(yàn)證了對潛激光通信技術(shù)的可行性，目前美軍已經(jīng)有專門對潛進(jìn)行通信的衛(wèi)星激光搭載設(shè)備。

除了對潛通信以外，藍(lán)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(jī)載激光探雷系統(tǒng)。
激光對潛通信的技術(shù)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(diǎn)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(zhì)量和定位精度。
我國目前對潛激光通信屬于重點(diǎn)建設(shè)的國防科技領(lǐng)域，主要由哈工大、清華、北大、電子科技大學(xué)負(fù)責(zé)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(yùn)行為時不遠(yuǎn)。