激光通信
從前邊所敘述的內容，我們可以看到在現代通信中，無線電波已經能把語言、聲音、文字、數據和圖像傳播到四麵八方。人們已不必為傳遞信息的速度而煩惱，因為無線電波的速度是每秒30萬千米，沒有什麼比這個速度再快的了。然而，在現代通信中使用的無線電波隻是電磁波的一部分，其他的主要是光波。
從通信事業發展的曆史過程看，作為開路先鋒的恰恰是光波。早在公元前700多年，烽火報警就為我們的祖先抵禦外來人侵之敵立下了汗馬功勞。2000多年以後，無規則的火花又率先成為人們了解電磁波的先驅。後來隻是因為普通的光波不是相幹波，頻率範圍很寬，相位也很不規則，而且通信距離短，質量也不穩定，於是才逐漸被無線電波所代替。但是無情的曆史也常常會愚弄人，又經過了200多年科學技術的突飛猛進，今天人們又不得不依靠光波來傳遞信息了，激光通信就是一例。但這不是簡單的複古，而是有著本質上的不同。
那麼，什麼是激光呢?簡單地說，當原子處於高能狀態時，如果用一個光子去刺激它，使它由高能狀態回到低能狀態，同時放出兩個光子，然後以這兩個光子再去分別刺激其他高能狀態的原子，以此類推形成光放大，這樣形成的光就叫做激光。所謂激光就是“受激輻射光放大”的簡稱，它的特點是：單色性好，相幹性好，方向性好，輻射的能量高度集中。可見，激光是與普通光有著本質區別的一種特殊的光。自從在1960年第一台激光器問世以來，激光科學和激光技術的發展非常迅速。激光在機械加工、電子工業、精密測量、軍事武器、醫學治療、通信技術等方麵均有大量應用。我國的激光技術發展也非常迅速，這一尖端技術在我國現代化建設中，必將發揮日益重要的作用。
利用激光通信有兩種方式，一種是激光大氣通信，另一種是光纖通信。
激光大氣通信，是以激光為光源，采用光調製器將信息調製在激光上，再通過光學發射天線發送出去。在接收端，光學接收天線將激光信號接收下來送到光探測器，它把激光信號變為電信號，再經過放大解調後又變為原來的信號。激光大氣通信的缺點是容易受氣候的影響，比如，大霧天氣下傳輸的衰耗值是晴天時的50倍，這是因為激光光波的波長很短，激光中的光粒子與大氣中塵埃和水汽滴大小可以比擬，所以它們能散射和吸收激光能。此外，大氣的湍流運動也會使激光束在傳播過程中產生閃爍和彌散，從而影響激光通信的效果。所以在地麵通信中，激光的大氣傳輸隻能用於近距離的點間通信。在宇宙航行中，同步衛星之間的高空大氣極為稀薄，這時用激光進行中繼通信，信號傳遞的效果是很好的。但這時又會遇到新的困難，這就是光束太窄，光學設備的對準、控製和跟蹤等都很不方便。
光纖通信是利用石英玻璃拉製成的導光纖維作為傳輸媒介的通信方式。這裏利用了光的全反射原理，將激光束限製在光纖芯中傳播，這樣就可以避開大氣的幹擾，減少能量損失，從而使信息傳輸的距離更遠。光纖通信中有兩個關鍵性問題：其一，要有高質量的光纖為基礎；其二，要有功率大、效率高、單色性好、壽命長的激光器作保證。現在對這兩方麵的問題，人們正在研究和改進之中。
光纖通信和有線電纜通信的過程相似，不過載波是激光(電磁波)而不是電流。它的工作原理大致是：把所傳輸的信息(如聲音)變成電信號，通過改變激光器電流的方法，對激光器發出的細小光束進行調製，受調製的激光束通過光纖維的長距離傳送，經過若幹個中繼站到達收信端，再通過收信端光電子管的檢測，就把從光纖維中傳輸過來的光信號還原成電信號，受話器又把電信號轉變為原來的信息(如聲音等)。
光纖是一種細如發絲的玻璃線，能“攜帶”光線。由於激光的頻率很高(波長隻有幾微米)，一根光纖雖然隻有頭發絲那麼細，但它傳輸的信息量卻很大。據初步估算，一根光纖可以同時傳送150萬路電話或2萬個電視節目。如果把幾十根或幾百根光纖維製成一條光纜，其外形直徑也不過1～2厘米，而通信容量卻大得驚人。光纖維也叫“光電線”，簡稱光纖，它是1966年由美國阿穆爾研究所的湯斯發明的。
1977年是光纖通信取得重要進展的一年，美國康寧公司製造出了第一根低損耗光導纖維，它的光能損耗小，使遠距離的光通信有了實現的可能。此外，一種高效率的、能在各種環境下長期工作的半導體激光器也製造成功，它就是雙異質結砷化镓激光器，這是光纖通信比較理想的光源，通常隻要幾十毫安的微弱電流就可以激發它。
1976年，英國有兩個城市間敷設了一條光纜，這個光纖係統能同時提供1920條電話通路。1982年，英國電信電話公司進行102千米光纖無中繼傳輸的試驗，取得了成功。1983年，美國電話電報公司將光纖通信廣泛應用於公用通信網，使用光纜長度近20萬千米。與此同時，日本也大力發展了光纖通信係統，還敷設了一條貫穿日本南北的光纜幹線。
我國從1977年以來，先後在上海、北京、桂林、武漢等地建立了光纖通信試驗係統，近幾年來又有了進一步的發展。
與通常的通信電纜相比，光纜輕、成本低，能節約大量的金屬資源。從加熱的玻璃棒一端，能拉出透明度極高、長達20千米的光纖來。
光纖通信具有突出的優點：一是傳輸信息的容量大，線。路損耗低；二是在同一條通道上能進行雙向傳輸，用戶能通過交互信息係統與對方對話；三是抗幹擾能力強，通信質量好；四是投資少，收效快，敷設方便，保密性好。因此，光纖通信是一種比較理想的通信方式，隻要不斷努力和改進，它的優點一定能得到充分的發揮，有著光明的發展前景。
光纖通信技術的應用，揭開了利用電磁波傳送信息的新紀元。可以預料，它與衛星通信一起，必將對人類社會的信息傳遞帶來無法估量的影響。