美軍正在研發(fā)名為“自由空間光學(xué)通訊”的紅外激光系統(tǒng)。這一系統(tǒng)將成為軍方通訊的未來(lái)

       據(jù)美國(guó)探索頻道報(bào)道，如何在不被人竊聽情況下傳輸信息一直是軍方面臨的挑戰(zhàn)，紅外激光通訊可以解決這個(gè)問(wèn)題。目前，美國(guó)俄亥俄州萊特-帕特森空軍基地的空軍研究實(shí)驗(yàn)室正與阿肯色州費(fèi)耶特維爾的空間光子學(xué)(Space Photonics)公司合作，研發(fā)一種名為“自由空間光學(xué)通訊”的紅外激光系統(tǒng)。這種激光通訊攜帶的信息量超過(guò)Wi-Fi等其他無(wú)線信號(hào)并且安全性更高。

　　紅外激光通訊之所以具有較高的安全性要?dú)w功于這種激光的特性。紅外激光束很窄，敵方無(wú)法竊聽，除非他們正處在傳輸線路上。這與無(wú)線電波形成鮮明對(duì)比，后者會(huì)在傳輸點(diǎn)附近產(chǎn)生“波瓣”，讓黑客竊聽成為一種可能。如果一個(gè)人設(shè)法進(jìn)入激光束的傳輸線路，而后試圖進(jìn)行“搭線竊聽”，激光束將中斷，這種中斷會(huì)立即提醒發(fā)送者可能有人在線路上試圖進(jìn)行竊聽。由于激光系統(tǒng)以“瞄準(zhǔn)線”方式工作，發(fā)送者可以確定是否有人試圖截取信息，而后重新進(jìn)行發(fā)射。

　　空間光子學(xué)公司首席工程師特里-蒂德維爾表示：“它的安全性是與生俱來(lái)的。”最近，這家公司簽署一項(xiàng)協(xié)議，負(fù)責(zé)將他們研發(fā)的技術(shù)商業(yè)化，而后出售給國(guó)防部。除了具有較高的安全性外，激光通訊還可以將大量信息塞入很窄的光束。Wi-Fi每秒的信息傳輸量可達(dá)到數(shù)兆位，相比之下，紅外激光束攜帶的數(shù)據(jù)量可達(dá)到Wi-Fi的數(shù)千倍。

　　除了空間光子學(xué)公司外，其他一些公司也在為軍方研發(fā)激光通訊系統(tǒng)，其中包括ITT Exelis公司。ITT Exelis公司先進(jìn)系統(tǒng)和革新部門負(fù)責(zé)人加里-塔蘭蒂諾表示，他們拿下一項(xiàng)價(jià)值700萬(wàn)美元的合約，為海軍研發(fā)一種船對(duì)岸通訊系統(tǒng)。他說(shuō)：“我們正在設(shè)計(jì)這種激光通訊系統(tǒng)，希望能夠在自動(dòng)操作和天電干擾修正方面實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。”截至2013年末，ITT Exelis的激光通訊系統(tǒng)有望浮出水面，如果只建造一座通訊站，通訊距離大約可達(dá)到12英里(約合19公里)。

　　空基激光通訊的概念于上世紀(jì)70年代首次提出，這項(xiàng)技術(shù)成本很高。光纖電纜大約在同一時(shí)期開始廣泛使用，這種電纜成本比普通電纜低，傳輸距離更遠(yuǎn)。空基激光束的傳輸距離通常為幾公里，如果是在高空飛行的飛機(jī)之間，距離可達(dá)到120英里(約合193公里)。隨著成本更低的半導(dǎo)體激光器技術(shù)的不斷發(fā)展，成本開始下降。與此同時(shí)，智能手機(jī)、筆記本電腦和平板電腦等電子設(shè)備的興起也提高了對(duì)更大數(shù)據(jù)容量的需求。

　　在民用市場(chǎng)，很多公司借助光纜提高手機(jī)信號(hào)塔的容量，以便讓電纜網(wǎng)絡(luò)攜帶更多數(shù)據(jù)。在戰(zhàn)場(chǎng)上，鋪設(shè)光纜顯然不是一種符合實(shí)際的做法。與平民一樣，美國(guó)軍方發(fā)現(xiàn)他們也需要傳輸大量數(shù)據(jù)，因此重新將目光聚焦激光通訊。2000年代中期，阿富汗巴格拉姆空軍基地安裝了固定的小規(guī)模系統(tǒng)。

　　激光通訊擁有大量?jī)?yōu)勢(shì)，但也存在一系列問(wèn)題，其中一個(gè)問(wèn)題就是激光束的瞄準(zhǔn)。早期的系統(tǒng)使用大型接收器，或者讓激光束彌散，在到達(dá)接收點(diǎn)時(shí)達(dá)到幾英尺寬?，F(xiàn)在采取的方式是將接收器的光學(xué)裝置與萬(wàn)向支架結(jié)合在一起?？臻g光子學(xué)公司通過(guò)改變鏡頭的方向，讓激光束始終擊中接收器——允許萬(wàn)向支架讓接收器旋轉(zhuǎn)，基本上完成對(duì)準(zhǔn)工作，光學(xué)裝置完成余下工作。ITT Exelis公司采取的方式主要依賴于萬(wàn)向支架。

　　2010年，AOptix公司為空軍驗(yàn)證了一種采用適應(yīng)性光學(xué)儀器的系統(tǒng)，這種方式借鑒了望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)，用以確保激光束傳輸和接收質(zhì)量。1.5微米波長(zhǎng)的激光束能夠高效傳輸，但潮濕的空氣和濃霧會(huì)降低信號(hào)的傳輸范圍。AOptix公司將他們的系統(tǒng)與無(wú)線電頻率發(fā)射機(jī)結(jié)合在一起，作為備用系統(tǒng)。沒有一項(xiàng)技術(shù)是完美的，隨著追蹤系統(tǒng)和信號(hào)處理系統(tǒng)的性能不斷提高，激光通訊技術(shù)也將不斷發(fā)展。塔蘭蒂諾說(shuō)：“新一代的技術(shù)正不斷走向成熟。”