作者:玛丽·L
伦斯勒理工学院军事学院 激光丝是由脉冲激光和它产生的等离子体球相互作用产生的，它将使通过大气干扰向卫星发送光学数据成为可能
学分:伦斯勒理工学院 光可以用来在卫星和地球之间传输信息吗？大气中的水蒸气会散射并吸收光能，但会克服这个障碍，光会携带更多的信息，并且比我们目前依赖的无线电波传播得更快
一个由国家地理空间情报局支持的新研究项目，提出利用光本身的特性在云层中形成一条数据通道
“我的工作是理解光的成分，并操纵它们与物质相互作用
伦斯勒理工学院物理学助理教授穆萨·恩戈姆说:“近年来，我们在利用光进行生物医学成像和量子计算方面取得了更多进展，但操纵光的基本特性是相同的，光可以用来做这项工作。”
利用光来无线传输数据，被称为自由空间光通信，在只需要短距离传输的应用中很常见，如红外遥控装置
但是，当在地球大气层内的任何相当大的距离上使用时，光传输数据的可靠性、质量和稳定性会急剧下降
就像阳光温暖云层并折射成漫射光一样，光传播的数据在大气气体中被散射和丢失
在他的实验室里，恩贡操纵着光的三个主要组成部分——偏振，它控制着光的电场方向；相位，它改变了光与其环境的相互作用；和光波的振幅——创造具有不同寻常能力的特殊光
他可以用光来成像活体组织，精确地切割坚硬的材料，或者增强光通信
为了在大气中发送数据，恩贡使用了一种激光，这种激光被配置成产生一种短暂、强烈和均匀的光脉冲，从而在空气中沿着光的路径产生一个微小的等离子体球——一种由脉冲和云的水蒸气之间的相互作用产生的过热气体
等离子体球继续从额外的脉冲中吸收能量，这又导致它重新聚焦和重新定向迎面而来的脉冲，并沿着光的路径产生额外的等离子体球
然后循环重复
这种级联效应是由脉冲序列和等离子体之间的重复相互作用产生的，可以产生长达100米的激光丝
沿着灯丝，等离子球产生声波，将水蒸气分散在周围
在围绕激光丝及其等离子体包层形成的透明隧道中，恩戈姆可以传送第二个环形的光数据流，该数据流从太空传播到地球而不会退化
每个脉冲只持续大约1飞秒，10-15秒，这是一个令人难以置信的短时间，在此期间光传播约6微米，或人类头发的宽度
“在这非常非常短的时间内，我可以非常迅速地、一次性地输送大量能量，”恩贡说
“这打破了大气层
它非常简短，但它非常强大，而且集中在一点上，你会看到一整行，在云层中形成一个洞，我们可以用它来发送信息
" 虽然每个脉冲都是由可见光谱中的光组成的——波长在400到800纳米之间——并且在持续时间内聚集了大量的能量，但是它们太短了，以至于系统看不见，也不会对生命或环境造成伤害
“通过动态媒体的自由空间光通信”项目得到了为期三年的60万美元的资助
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