中国科学院：激光抗大气湍流传输研究取得进展
11月29日 ， 美国光学学会（OSA）发布了2019年30项世界光学年度亮点成果（Optics & Photonics News: Optics in 2019） 。中国科学院空天信息创新研究院光学工程研究部发布的“锋芒光束穿透大气湍流传输（Pin-Like Optical Beams to Penetrate Turbulence）”科研成果入选 。OSA的年度亮点成果专刊设立于1990年 ， 每年都会面向世界评选出30项最令人振奋的科研成果 。此前 ， 我国大陆地区以第一作者单位共有12项成果入选 。
抑制大气湍流对激光束传输的影响一直是世界性难题 ， 制约着激光通信、激光探测等诸多应用的发展 。由于湍流的随机性、易变性等特点 ， 人们一直难以找到合适的机理和方法抑制它的影响 。经过十余年的研究和理解 ， 空天院科研团队认为 ， 大气湍流对激光束的影响是在传输中引入随机横向波矢造成的 ， 因此率先提出了通过构建特殊光场分布 ， 使激光在传输过程中逐步消除横向波矢 ， 从而产生出能够抑制大气湍流影响的稳态光场 。相比于传统大气湍流抑制方法 ， 该方法应用难度和成本大大降低 。经过多年的探索 ， 空天院先后突破了高效率调制、长距离传输等关键技术 ， 使得该项技术正在逐步走向实用 。
研究中 ， 利用该机理和方法 ， 空天院在世界上率先构建了一种锋芒状光束 ， 并采用简单的光路系统 ， 实现了公里级传输 ， 相比于国际上此类光束最远的传输距离（米级） ， 提升了三个数量级 ， 并且产生效率达到了90%以上 ， 如图所示 。因此 ， 被评审专家认为是“令人印象深刻的（impressive）”的科研成果 。
该技术和方法有望大幅降低大气湍流抑制的难度和成本 ， 从而推动大气湍流抑制技术真正走向实用 ， 提升激光通信、激光探测等应用系统的工作性能 。
该项成果最先在2019年5月5日举办的CLEO会议上发布 ， 其后被美国《应用物理快报-光子学杂志》（APL Photonics）录用发表 ， 被编委们认定为“该杂志最好的科研成果之一” ， 并在网站首页的首要位置进行了宣传报道 。
该项成果获得中科院重大科技任务局专项基金、空天院创新基金的资助和支持 。
【中国科学院：激光抗大气湍流传输研究取得进展】
文章图片
文章图片
图：公里级锋芒光束的大气湍流影响抑制效果 ， （a）实现公里级锋芒传输的光路结构 ， （b）传统高斯光束的公里级传输 ， （c）同等条件下锋芒光束的传输效果
推荐阅读
- 『雷锋网』激光雷达能为iPad Pro加分多少？答案很遗憾
- [技术]本能恐惧研究取得进展
- 「人生第一份工作」科创板拟上市公司创鑫激光提交注册
- 『海信』2020艾普兰奖揭晓！海信激光电视、新风空调等5款产品获奖
- 「钉科技」最强“大屏天团”来袭:除了世界级画质 更有屏幕发声激光电视
- 映维VR■TeamViewer AR远程协作开始支持iPad Pro激光雷达特性
- [iPhone]iPhone12 Pro增加激光雷达扫描仪，iPhone8为新机让路价格触底！
- 传感器：激光振动传感器实现从高端设备到大规模应用的跨越
- 『因人』手机取卡针有多“精致”？苹果大气，华为简约，魅族气质
- []iPhone 12曝光，激光扫描仪＋非刘海屏＋5G，满足果粉的幻想！