激光技術(shù)在信息領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，直接推動(dòng)了人類文明進(jìn)入信息時(shí)代，對信息領(lǐng)域具有最深遠(yuǎn)和廣泛的影響，并突出體現(xiàn)在基于激光技術(shù)發(fā)展起來的光通信、激光顯示、光存儲、光傳感等幾個(gè)信息領(lǐng)域。
光通信技術(shù)
現(xiàn)代通信技術(shù)對激光的依存度非常高，是激光技術(shù)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域，采用激光為載波的光通信技術(shù)已經(jīng)成為最重要的現(xiàn)代通信技術(shù)。光通信可以實(shí)現(xiàn)語音、圖像和數(shù)據(jù)等信息傳輸，具有速率高、容量大、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)傳輸媒介主要分為光纖通信和無線激光通信。
01光纖通信
光纖通信以激光源為載波、光導(dǎo)纖維為傳導(dǎo)媒質(zhì)，來實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，已經(jīng)應(yīng)用 40 多年。光纖通信的傳輸速度更快、能量損耗更小、激光調(diào)制速率更高，對通信性能的提高是顛覆性的，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和無限的產(chǎn)業(yè)前景 。
作為20 世紀(jì)人類社會(huì)所取得的最偉大的技術(shù)成就之一，光纖通信技術(shù)是人類向信息化時(shí)代邁進(jìn)不可替代的重要基石，已成為全球信息化的支撐技術(shù)，導(dǎo)致了經(jīng)濟(jì)全球化，改變了形成幾百年的經(jīng)濟(jì)模式，人類生活質(zhì)量獲得迅速提升。
02無線激光通信
無線激光通信結(jié)合了無線電通信和光纖通信的優(yōu)點(diǎn)，抗干擾能力強(qiáng)、抗截獲能力強(qiáng)、安全性好、通信速率高、傳輸速度快、信息容量大，還具有系統(tǒng)體積小、重量輕、功耗低、施工簡單、靈活機(jī)動(dòng)的特點(diǎn)，在軍事和民用領(lǐng)域均具有重大的戰(zhàn)略需求與應(yīng)用價(jià)值 。
無線激光通信技術(shù)獲得了全面突破，并延伸到水下、大氣和室內(nèi)可見光通信。隨著人類科技進(jìn)步和對信息的需求，無線激光通信技術(shù)將成為通信領(lǐng)域舉足輕重的傳輸技術(shù)，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、智聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，甚至改變?nèi)祟惿a(chǎn)、生活和文化模式。
激光顯示技術(shù)
激光顯示技術(shù)是繼黑白顯示、彩色顯示、數(shù)字顯示之后的第四代顯示技術(shù)，是激光技術(shù)、光電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)等高速發(fā)展、綜合集成的產(chǎn)物。
隨著激光技術(shù)的成熟，激光顯示突破了 12 bit 顏色灰階編碼不重疊，亮度高并可精確控制在人眼最佳視覺感知區(qū)，實(shí)現(xiàn) 8 K 幾何高清，三基色半導(dǎo)體激光器（LD）激光顯示技術(shù)是唯一能夠全面實(shí)現(xiàn)ITU-BT.2020 標(biāo)準(zhǔn)的顯示技術(shù)。
由于激光具有方向性好、單色性好和亮度高三個(gè)基本特性，可實(shí)現(xiàn)大色域、雙高清（幾何、顏色）視頻圖像顯示和真三維顯示，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)高保真圖像再現(xiàn)的最佳技術(shù)途徑，是新型顯示的主流發(fā)展方向。
光存儲技術(shù)
隨著各種信息爆炸式增長，日常需要處理的信息容量將以太字節(jié)計(jì)，信息流以太字節(jié)每秒計(jì)。激光器發(fā)明后，光存儲技術(shù)獲得了發(fā)展，采用激光光源，顛覆了磁存儲技術(shù)的容量概念。
光存儲采用非接觸方式讀、寫、擦，對盤面損傷小，數(shù)據(jù)存儲壽命長且存儲介質(zhì)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可保存 10 年以上，且移動(dòng)性好、成本低，成為當(dāng)今乃至未來應(yīng)用最廣、效率最高、容量最大的存儲技術(shù)。
面對大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能的需求，超大容量光存儲技術(shù)得到快速發(fā)展，容量已經(jīng)超過太字節(jié)，并發(fā)展了體全息存儲、近場光學(xué)存儲和雙光子雙穩(wěn)態(tài)存儲技術(shù)等多種光存儲技術(shù)。采用激光全息技術(shù)的全息存儲，能實(shí)現(xiàn)三維圖像存儲，具有更大的存儲容量。
光傳感技術(shù)
光傳感技術(shù)與光通信技術(shù)相似，是以光為載體，感知和傳輸外界信號（被測量）的傳感技術(shù)。從大規(guī)模應(yīng)用角度來看，主要光傳感技術(shù)大體分為激光雷達(dá)和光纖傳感，其他一些光電傳感、激光傳感器技術(shù)分布在很多行業(yè)，伴隨著行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步不斷發(fā)展。
01激光雷達(dá)
相比毫米波、微波和超聲波雷達(dá)等相對成熟的傳統(tǒng)雷達(dá)技術(shù)，激光雷達(dá)可以極大提高雷達(dá)的距離、角度和速度分辨力，而激光的高方向性和高相干性使其能夠遠(yuǎn)距離抗干擾探測。激光雷達(dá)從軍事應(yīng)用開始，成為最先進(jìn)的主動(dòng)遙感工具，發(fā)展了單點(diǎn)測距型、單通道掃描成像、多通道掃描成像、面陣成像等，從單通道二維掃描成像雷達(dá)發(fā)展到條紋管凝視成像雷達(dá)和門選通距離成像激光雷達(dá)。
用于大氣監(jiān)測，差分吸收激光雷達(dá)能夠?qū)λ魵狻⒊粞酢⒋髿馕廴倔w等進(jìn)行測定，后向散射激光雷達(dá)探測云 – 氣溶膠和可吸入顆粒物的濃度和立體分布，多普勒激光雷達(dá)測量風(fēng)速和風(fēng)切變等信息，并能夠檢測沙塵暴。
激光雷達(dá)還可以探測海洋深度、暗礁、魚群和勘查海難，探測深海中難以發(fā)現(xiàn)的寶貴資源、海洋浮游生物和葉綠素濃度等，利用拉曼散射測量海洋次表層溫度，利用布里淵散射可測量溫度、海洋聲速和鹽度，利用熒光效應(yīng)測量因各種事故而泄露在海面上的油氣。
在軍事上，激光雷達(dá)用于偵察成像、障礙物躲避、化學(xué)試劑探測、水雷探測和武器制導(dǎo)等。激光雷達(dá)可以用于對目標(biāo)的三維測繪、航天器交會(huì)對接。
另外，激光雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)是無人駕駛領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，未來會(huì)改變?nèi)祟惿鐣?huì)的交通方式。
激光雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)主要包括激光發(fā)射機(jī)技術(shù)、空間掃描技術(shù)、高靈敏度接收機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)、終端信息處理技術(shù)等。激光雷達(dá)依賴激光器（激光發(fā)射機(jī)）性能，按激光波段分為紫外激光雷達(dá)、可見激光雷達(dá)和紅外激光雷達(dá)，按激光介質(zhì)分為氣體激光雷達(dá)、固體激光雷達(dá)和半導(dǎo)體激光雷達(dá)，按發(fā)射波形分為脈沖激光雷達(dá)、連續(xù)波激光雷達(dá)和混合型激光雷達(dá)等。激光器的技術(shù)發(fā)展直接決定了激光雷達(dá)的技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用推廣。隨著新興的光纖激光器、量子級聯(lián)激光器等技術(shù)的發(fā)展，激光器在波段拓展可調(diào)諧及線寬、能量、脈沖等技術(shù)指標(biāo)上不斷提高性能，也將促進(jìn)激光雷達(dá)達(dá)到更高的測量精度和更好的實(shí)用性。
02光纖傳感
光纖傳感技術(shù)隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展成熟，采用激光源作為傳感信號，利用光纖及光纖器件等作為傳感器，通過對傳感激光的解調(diào)獲得傳感信息，具有不受電磁干擾、體積小、分布式、易集成、測量精度高、可自組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
在實(shí)際應(yīng)用中，往往將各種傳感器組成光纖傳感網(wǎng)，對多種信號進(jìn)行測量。根據(jù)光纖傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求，采用了量子級聯(lián)激光器、激光二極管、發(fā)光二極管、布里淵光纖激光器、拉曼光纖放大器等各種激光源作為傳感源，對溫度、壓力、流量、 位移、振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、彎曲、液位、速度、加速度、聲場、電流、電壓、磁場及輻射等物理量進(jìn)行測量 ，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事、國防、航天航空、工礦企業(yè)、能源環(huán)保、工業(yè)控制、醫(yī)藥衛(wèi)生、計(jì)量測試、建筑、家用電器等多個(gè)領(lǐng)域。
來源：楚天中谷聯(lián)創(chuàng)
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