توسعه روشی برای افزایش قابلتوجه کارآیی ارتباطات لیزری در حوزه فضا

محققان ایده جدیدی را برای ارتباطات لیزری در حوزه فضا ارائه دادهاند که طی آن توانایی گیرنده در شناسایی و تقویت سیگنالها در زمان دریافت آنها یا اصطلاحا حساسیت گیرنده بسیار افزایش مییابد و به فقط یک فوتون برای هر بیت داده با سرعت انتقال ۱۰ گیگابیت بر ثانیه میرسد. در این روش که توسط پژوهشگران دانشگاه فناوری چالمرز (Chalmers University of Technology) سوئد ارائه شده، از یک سامانه مخابره داده اپتیکال (نوری) استفاده میشود که مبتنی بر یک تقویتکننده اپتیکال بوده و میزان پارازیتها و اختلالات را تقریباً به صفر میرساند. برای مقایسه، تمامی تقویتکنندههای اپتیکال موجود پارازیتهای اضافی ایجاد میکنند که از میزان حساسیت آنها در دریافت اطلاعات میکاهد.
این سامانه برای بازیابی سیگنال از یک قالب مدولاسیون ساده رمزگذاریشده با کد اصلاح خطای استاندارد و یک گیرنده همدوس با پردازش سیگنال دیجیتال استفاده میکند. سامانه مذکور در صورت لزوم بهطور مستقیم برای سرعت دادههای بسیار بالاتر قابل گسترش است و با توجه به عملیاتی شدن آن در دمای اتاق، میتوان از آن نهتنها روی زمین بلکه در ترمینالهای فضایی نیز بهره برد.
در این ایده، اطلاعات بر روی یک موج سیگنال رمزگذاری میشوند که همراه با یک موج پمپ (pump wave) در فرکانسهای مختلف یک موج کونژوگه (دوگانه یا مزدوج) را در یک محیط غیرخطی ایجاد میکند. این سه موج با هم به فضای آزاد پرتاب میشوند. در نقطه دریافت و پس از قرارگیری پرتو در فیبر نوری، تقویتکننده با استفاده از یک موج پمپ بازتولیدشده، سیگنال را تقویت میکند و در نهایت سیگنال تقویتشده توسط گیرنده معمولی شناسایی و دریافت میشود.
از آنجایی که فناوریهایی مانند ارتباطات بین ماهوارهای، مأموریتهای فضای عمیق و پایش زمین با بهرهگیری از لیدار (LIDAR) بهصورت روزافزون از پروتوهای لیزری بهجای پرتوهای فرکانس رادیویی استفاده میکنند، چنین ایدهای در صورت موفقیت در اجرا میتواند در پیشرفت آینده صنعت فضا نقش مهمی ایفا کند.