中红外激光调频首次实现

2011-3-30 10:02 来源: 中国科学院
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  据美国物理学家组织网3月28日报道,美国科学家首次在实验室实现了中红外线激光的频率调制,在波长为100吉赫兹(GHz)及以上的光谱范围内,移动式平台不需要使用光纤也能实现每秒传输1000亿字节数据。新研究有望给通讯方式带来变革。

  最新技术由斯蒂文斯理工学院超速激光光谱实验室主任、物理学和工程物理学副教授赖纳·马汀尼领导的研究团队所完成,相关成果发表在最新一期《应用物理学快报》杂志上,《自然·光子学》杂志也将重点推介该研究。

  随着高速本地环路网络互联需求的不断增长,光纤网络布线难以及成本高的问题日益突出,无线激光通信(OWC)技术开始受到青睐。OWC又称自由空间激光通信(FSO),该技术不用光纤作为传输媒介,而是一种在自由空间中用太赫兹(THz,1012赫)光谱范围内的激光或光脉冲传送分组数据(数据包)的通信系统。

  FSO能提供与光纤传输相近的速率,且比光纤线路成本低。由于激光技术的进步、激光器件造价的降低,FSO成为当前热门的一种新通信技术。但该技术也面临着一些挑战,比如光束的传输极易受大雾等天气环境的影响而改变光束的传输路径、降低数据通信的可靠性等。

  而对激光束进行调制能让FSO技术更好地传输更多数据。几年前,马汀尼团队实现了中红外线的幅度调制(AM),但调幅信号容易受灰尘和雾气的干扰。现在,他们首次实现了中红外线的频率调制(FM)。

  马汀尼说:“调幅(AM)传输的数据会受环境的影响,但是,影响调幅传输的环境并不会影响调频传输的数据,因此更加可靠。新研究使通过调频传输数据成为可能。”

  作为方兴未艾的FSO技术先驱,马汀尼团队希望其技术成果能更好地应用于日常生活中。他们的一个关注重点是,将FSO系统同现有的光纤网络系统整合在一起,使地上和地下的高速激光通讯成为可能。该研究团队也在着手研发一种相位控制检波器,以与他们最新制造的相位控制发射器结合在一起,相位控制发射器将制造出一个全新的相位控制系统,使研究人员能管理该系统的方方面面。另外,新研究成果或许也能将化学和生物探测器的探测能力提高100万倍。