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采用激光灯丝实现从太空到地球的数据传输

作者:admin发布时间:2020-11-22分类:产业动态浏览:3评论:0


导读:原标题:采用激光灯丝实现从太空到地球的数据传输通过脉冲激光和等等离子层的相互作用造成的激光灯丝来制造出的激光灯丝,使得通过...
原标题:采用激光灯丝实现从太空到地球的数据传输

采用激光灯丝实现从太空到地球的数据传输 通过脉冲激光和等等离子层 的相互作用造成的激光灯丝来制造出的激光灯丝,使得通过大气干扰传输光数据到星球中成为可能

光是否可以用来在星球和地球之间进行传输信息?大气中的水蒸气的散射和吸收光的能量,但克服这些障碍,光就会携带更多的信息和移动的速度可以比当前的无线电波的速度要快的多。一个新的研究项目,在美国国家地理空间情报局 (National Geospatial-Intelligence Agency)的支持下,提出利用光本身的性质来通过大气俩传输数据

我们的研究工作就是理解光的构成要素和操控光来与物质进行相互作用。在近些年来,我们观察到使用光在生物医学影像和量子计算机等方面的先进进展,但操控光的基本性质是一样的,同时光可以用来作这些事情,Moussa N'Gom说到,他系伦斯勒理工学院的物理学专业的助理教授。

使用光来进行无线的传输数据,也就是人们常说的自由空间光通信,在需要短距离传输的时候是非常常见的应用技术,如同红外远程控制单元一样简单。但光传输的数据在可靠性,质量以及稳定性等方面在地球大气层中的相当大的距离的条件下传输的时候却会迅速的下降。正如太阳光会加热云层和使其产生折射进入到扩散亮光中一样,利用光进行的数据传输同样也会在大气中发生散射和消逝。

在他的实验室中,Moussa N'Gom操控三个主要的光组件进行偏振(化),这是控制光的电场的方向的;相位,这是改变光如何同环境相互作用的;以及光波的(声音、无线电波等的) 振幅,制造出特定的不同功用的光。他使用光来对活体的组织进行影像,精密的切割硬的材料或提高光的通信效果

采用激光灯丝实现从太空到地球的数据传输 欧洲对外发布的首次实现的高能空地激光通讯系统(欧洲国际空间站外部平台Bartolomeo)

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为了从大气中传输数据,Moussa N'Gom使用激光按照特定的方式进行配置这一激光,来产生光的脉冲,这一脉冲非常的短暂,强度非常高,非常均匀,以至于可以创造出非常小的等离子体大气,这是一种被脉冲激光和云层中的水蒸汽的相互作用而制造出来的一个过热气体,在空气中沿着光的途径形成。

等离子体大气持续的吸收来自额外的脉冲所带来的能量,反过来导致它重新聚焦和重新定向接下来的脉冲,并沿着光的路径生成额外的等离子大气。紧接着这些循环持续的进行。

这一研究对学术界的影响,在于导致脉冲列车和等离子体之间的重复交互作用,可以导致产生的激光灯丝的距离长达100米,沿着这些灯丝,等离子大气可以产生声波而在周围的水蒸汽中进行消散。在激光灯丝的周围和它的等离子外壳灯丝周围形成的无障碍隧道,Moussa N'Gom 可以传输一个二次甜甜圈形状的光数据流,从空间(天)传输到地球中,性能而不下降。

每一激光脉冲持续的时间只有飞秒的数量级,即10X-15秒,是一种非常短的时间,短到令人不可想象,如同光在人的头发丝的宽度中传输。

在这一非常非常短的时间内,我们可以非常快速的传输大量的能量,所有的在一瞬间就完成了,Moussa N'Gom,这打破了大气的边界,它非常的短,但它同时却在一点上具有非常的强和聚焦的特点。你可以拥有一整条线,通过云层创造出一个洞,从而我们可以利用这个洞来传输信息。

采用激光灯丝实现从太空到地球的数据传输 澳大利亚的光通讯系统

尽管每一脉冲组成的光处于可见光的光谱范围内,其波长为400到800nm,可以储存大量的能量,他们可以非常短以至于系统可以几乎不可见,不会对生命造成损害或不会对环境造成损伤。

这一项目是“通过动态介质的自由空间光通信”,获得了三年的支持,资助金额为$600,000

来自:伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute,简称 RPI)以及继续教育/Microcom Systems/Solstice Media。

斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute,简称 RPI)成立于1824年,校园面积为296英亩。位于美国东北部纽约州的特洛伊(Troy)。小城依山傍水,古朴宁静,紧邻纽约州首府Albany,交通十分便利。伦斯勒理工学院是全美最早的工科大学,二战期间是美国军队的重要研究机构和教育机构。首次把人类送上月球的阿波罗11号计划的总指挥George Low就是毕业于RPI。由于伦斯勒理工学院对美国航天事业的贡献,校旗也成为美国国旗之外唯一被置放在月球上的旗帜,令每一位伦斯勒学生引以为豪。

伦斯勒理工学院的创建原则就是将科学带入日常生活中,而这种精神在今天依旧保持着。学校共设七个学院,提供 100 多个学习项目,1000 多个课程,提供本科、硕士、博士学位。学校还利用其科学专业提供独特的加速课程,如七年制完成的BS / MD医师科学家项目,以及科学、技术、社会法学的B.S./J.D.项目需要仅需六年时间完成。RPI与许多美国著名公司如GE、GM、AT&;T、LUCENT、IBM等有着广泛的联系。PRI 既向这些科技公司输送高质量人才,又从这些公司获得多方面的支持和资助。知名校友包括防晒霜的发明者Howard P. Isermann,现代电视之父Dr.Allen B.Dumont和电子邮件的发明者Raymond Tomlinson。

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