分布式激光能量沉积实现抗雾光通信
Distributed laser energy deposition enables fog-resilient optical communications
- University of Geneva（日内瓦大学）
- Ruhr-University-Bochum（波鸿鲁尔大学）
- Institute for Advanced Study, Beijing Normal-Hong Kong Baptist University（北京师范大学-香港浸会大学联合国际学院高等研究院）
- University Geneva（日内瓦大学）
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AI总结：
该研究利用分布式激光能量沉积技术，在140米光路上实现激光辅助除雾，恢复高达12分贝的传输，为抗雾光通信提供可行方案。
AI中文摘要：
雾和云仍然是自由空间光通信的主要障碍，因为微米级液滴可造成数十分贝的衰减。超短激光成丝在实验室规模实验中可瞬时清除雾，但其在大气尺度传播中的扩展仍不确定。在此，我们展示了在大气尺度传播条件下，使用高能量、高平均功率的皮秒激光和弱聚焦来维持扩展的多丝化，在140米光路上实现激光辅助除雾。一个直径约2厘米的稳态透明通道，为独立光束恢复了高达12分贝的传输。增加清除激光脉冲能量主要扩展了多丝区域，同时在测量的束长上保持每单位长度约2毫焦/米的纵向平均沉积能量几乎恒定。这种低平均沉积能量，加上通过浓雾的自持丝传播，为抗天气干扰的光链路提供了有利的扩展路径。
英文摘要：
Fog and clouds remain major obstacles to free-space optical (FSO) communications because micron-sized droplets can impose tens of decibels of attenuation. Ultrashort laser filamentation can transiently clear fog in laboratory-scale experiments, but its extension to atmospheric-scale propagation has remained uncertain. Here we demonstrate laser-assisted fog clearing under atmospheric-scale propagation conditions over a 140-m optical path using a high-energy, high-average-power picosecond laser and weak focusing to sustain extended multifilamentation. A steady-state transparent channel approximately 2 cm in diameter restores up to 12 dB of transmission for an independent optical beam. Increasing the clearing-laser pulse energy primarily extends the multifilament region while maintaining a nearly constant longitudinally averaged deposited energy per unit length of ~2 mJ/m over the measured bundle length. This low average deposition, together with self-sustained filament propagation through dense fog, provides a favorable scaling route toward weather-resilient optical links.
