الليزر و الاتصالات

يمكن بث المعلومات عن طريق أشعة الليزر بتحويل هذه المعلومات إلى نبضات كهربية تعبر عنها تماماً، ثم يتم توجيهها إلى جهاز الليزر، فيصدر أشعة تتحول وتتطابق مع النبضات الكهربية، وتساويها، أيضاً، في الشدة، أي أن المعلومات قد تحولت إلى أشعة ليزر معدلة modulated يمكنها أن تطلق ومضاتها عبر الألياف البصرية.وعند المستقبل هناك أجهزة استقبال خاصة تحول أشعة الليزر إلى معلومات مرة أخرى، وهكذا يمكن لأشعة الليزر نقل المعلومات من مكان إلى آخر،

وهناك نوعان من قنوات الاتصال بين طرفي الاتصالات الضوئية، أولهما القنوات الموجهة، وهي عبارة عن ألياف بصرية ينتقل الضوء بداخلها من المرسل إلى المستقبل.والنوع الثاني هو القنوات غير الموجهة، وتكون عبر الفضاء، وتتأثر بالعوامل الجوية، مثل الأمطار وقطرات الندى والغبار، واختلاف الكثافة بين طبقات الجو، وكذلك درجة التأين  في كل طبقة. كما تتأثر بالضوضاء الناتجة من الإشعاعات الضوئية الطبيعية والدوامات الهوائية.

وكان للجمع بين الألياف البصرية والليزر أثر عظيم على الاتصالات. فمنذ عام 1880م استخدم ألكسندر جراهام بيل شعاع ضوء عادي لنقل صوته عبر الغرفة. واليوم، تستخدم أشعة ليزر لنقل المكالمات التليفونية خلال كابلات الألياف البصرية، عبر القارات. وفي وقت قريب سيتم نقلها عبر المحيطات.

وتوفر الألياف البصرية مزايا أعظم من كابلات النحاس التي تستخدم عادة لخطوط التليفون. فموجات ومضات الضوء المتناهية القصر تعني أنها تستطيع أن تحمل من المعلومات أكثر مما تحمله الإشارات الكهربائية العادية، بأقل تشويه. ويستطيع السلك النحاسي أن يحمل 48 مكالمة تليفونية متزامنة، ولكن أحد الألياف البصرية يستطيع أن يحمل أكثر من 8000 مكالمة.

وهناك تطوران تكنولوجيان رئيسيان جعلا الاتصالات بالألياف البصرية ممكنة. أحدهما هو تطوير ألياف فائقة النقاوة، قادرة على حمل إشارات الضوء على مدى العديد من الكيلومترات. والثاني، هو ابتكار ليزر دقيق، شبه موصل، يلتقط الإشارات الضوئية ويضخمها لتنقل على مسافة طويلة.

وربما جاء أكثر الدلائل على قوة الألياف البصرية في عالم الاتصالات إثارة في أواخر عام 1987م، عندما بدأ اتحاد من 29 شركة أوروبية وأمريكية في مد أول كابل للألياف البصرية عبر الأطلنطي. وتبلغ طاقة الكابل 40 ألف مكالمة تليفونية متزامنة، بالمقارنة بتسعة آلاف مكالمة لأحدث كابل نحاسي كان قد تم مده عام 1983م. وسوف يزود الكابل الذي أطلق عليه اسم "تات- 8"، بأشباه موصلات الليزر كل 50 كيلومترا لتوليد الإشارات الضوئية.

ويتم التخطيط لمد كابل الألياف البصرية عبر المحيط الهادي بين الولايات المتحدة واليابان والفلبين. وبالإضافة إلى المكالمات التليفونية، سوف توفر كابلات الألياف البصرية، عبر المحيط، أيضا، قنوات معلومات فائقة السرعة، لنقل معلومات الكمبيوتر بأمان أكثر مما هو متاح عبر شبكة أقمار الاتصالات.

وفي حالة الاتصالات بواسطة الأقمار الصناعية باستخدام أشعة الليزر فإن هناك عدة اعتبارات أهمها:

1. الطاقة الكهربية المحدودة على متن القمر الصناعي، وهي لا تزيد على 100 وات لنظام الاتصال بالكامل.

2. الفراغ المحدود المتاح لوسائل الاتصال.

3. أهمية الوزن الاقتصادي للمكونات.

4. كفاءة توليد أشعة الليزر، والمقصود منها نسبة الطاقة الضوئية لشعاع الليزر المتولد في جهاز الإرسال إلى طاقة التغذية المستنفدة في توليده.

ويحقق استخدام الليزر في مجال الاتصالات العسكرية المزايا الآتية:

1. خفض درجة الاضمحلال في الإشارة الصوتية.

2. نقل حجم كبير من المعلومات.

3. مقاومة عالية للتداخل والشوشرة.

4. الحماية من التصنت.

5. قلة الحجم وخفة الوزن بالنسبة للأجهزة المستخدمة.