В университете создают компактные лазерные терминалы для внутриспутниковой и межспутниковой оптической связи, которые строятся на принципиально новых подходах к организации обмена данными — квазибездифракционных лазерных пучках.
Быстрый рост низкоорбитальных группировок спутников и потребность в скоростной передаче данных требуют новых каналов связи. Традиционные радиотехнологии ограничены пропускной способностью, кроме того, радиоволны подвержены сильному рассеянию, поэтому для государственных программ и коммерческих ОПК (стратегическая связь, удаленные регионы) критически нужны высокоскоростные, надежные оптические каналы связи. В России такая потребность подтверждается госпрограммами развития космической связи.
Ученые ГУАП создают компактные лазерные терминалы для внутриспутниковой и межспутниковой оптической связи, которые строятся на принципиально новых подходах к организации обмена данными — квазибездифракционных лазерных пучках. Задачей разработки команда ГУАП видит снижение энергопотребления и массогабаритных характеристик лазерных межспутниковых терминалов связи для их встраивания в малые космические аппараты: CubeSat и микроспутники.
— Терминалы, которые проектируются нашей командой, опираются на формирование квазибездифракционного светового пучка с возможностью акустооптического управления — пространственного сканирования. Благодаря этому пучки имеют минимальную расходимость, что позволяет увеличить дальность передачи и снизить энергопотребление. Применение инновационных квазибездифракционных световых пучков позволяет снизить требования к мощности терминала за счет возможности более высокой локализации светового пятна, — рассказал доцент кафедры конструирования и технологий электронных и лазерных средств ГУАП Василий Казаков. — Квазибездифракционные пучки устойчивы к турбулентности атмосферы и имеют способность к самовосстановлению после частичного экранирования. Сейчас проводится апробация технологии формообразования и пространственного сканирования нового типа лучей, что обеспечивает уникальные характеристики канала связи.
По словам разработчиков, преимуществом использования предложенной технологии на основе квазибездифракционных пучков является повышение эффективности и дальности передачи, а также повышенной устойчивости луча к турбулентности атмосферы (при организации связи спутник-Земля), а также адаптированность под запросы отечественных предприятий.
Работы по опытной отработке технологии формирования и пространственного сканирования квазибездифракционных пучков ведутся в ГУАП на базе экспериментальных акустооптических образцов и стендов собственной разработки в лаборатории акустооптики. Получено более 20 научных публикаций и патентных заявок. После отработки технологий планируется внедрение разработок в реальные образцы терминалов лазерной связи.
Работы ведутся в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).
