空间通信需要最灵敏的接收器以达到最大的范围，同时也需要高比特率操作。瑞典查默斯理工大学的研究人员最近展示了一种基于激光的通信新概念，即在接收器中使用几乎无噪声的光前置放大器。

 

发表在科学杂志《自然》上新发表的一篇论文:光科学与应用程序中,一个研究小组描述了自由空间光传输系统依赖于一个光放大器,原则上,不添加任何多余的噪音——与其他所有先前存在的光放大器,称为相敏光放大器(psa)。

 

研究人员的新概念展示了一种前所未有的接收灵敏度，即在每秒10千兆比特的数据速率下，杏耀代理每信息只接收一个光子。

 

“我们的结果显示了这种扩展远程空间通信链路的范围和数据速率的新方法的可行性。因此还承诺帮助突破当今data-return瓶颈在深空探测中,世界各地的太空机构正遭受今天,”彼得Andrekson教授说,研究小组负责人和作者的文章和博士一起Ravikiran Kakarla和高级研究员Jochen施罗德的制造技术和查尔默斯大学纳米科学技术。

 

大幅提高未来高速链路的覆盖范围和信息率，将对卫星间通信、深空任务以及利用光探测和测距(激光雷达)对地球进行监测等技术产生重大影响。用于这种高速数据连接的系统越来越多地使用光学激光束而不是射频束。一个关键的原因是，由于光束散度的减小，光束传播时的功率损失在光波长上要小得多。

 

然而，在很长的距离上，光束也会有很大的损耗。例如，从地球发射到月球的一束直径约40万公里、孔径为10厘米的激光束，其功率损失约为80分贝，也就是说，1亿分之一的激光束仍将存在。由于发射功率是有限的，因此接收机必须能够以尽可能低的接收功率恢复发送的信息。这种灵敏度被量化为恢复无错误数据所必需的每信息位的最小光子数。

 

在Chalmers的新概念中，信息被编码到一个信号波中，与一个不同频率的泵浦波一起在非线性介质中产生一个共轭波(称为惰波)。这三种波一起被发射到自由空间。在接收点，在光纤捕获光后，PSA使用再生泵浦波放大信号。放大后的信号然后在常规接收器中检测。

 

“这种方法从根本上实现了预放大光接收器的最佳灵敏度，也优于目前所有其他最先进的接收器技术， 杏耀娱乐平台怎么样，”彼得·安德烈森说。

 

该系统使用一个简单的调制格式编码的标准纠错码和一个相干接收器与数字信号处理信号恢复。如果需要，这种方法可以直接扩展到更高的数据速率。它还可以在室温下工作，这意味着它不仅可以在地面上，还可以在太空终端上使用。

 

本文还讨论了该方法的理论灵敏度限制，杏耀并与其他现有方法进行了比较，得出的结论是，对于非常广泛的数据率范围，新方法基本上是最好的可能。