Üks võimalus andmesideks lühikestel vahemaadel on otsene visuaalne ühendus. See toimib näiteks naabermajade akendel teineteisele lehvitavate inimeste vahel.
Suuremat andmeedastusmahtu võimaldab teabe saatmine laserivalguse abil, kuid siin tuleb juba rangemini arvesse võtta vahepealse keskkonna mõju signaali kandva valguse levikule. Arvestama peab õhu, sealhulgas õhuniiskusega, aga ka vihma ja uduga. Seni ei ole jõutud ühtsele seisukohale, kas paremaks andmeedastuseks on kasulik valida lähi- või keskinfrapunakiirgus. Lähiinfrapunakiirgus on inimsilmale tajumatu, kuid nähtavale valgusele lainepikkuselt lähedane elektromagnetkiirgus (lainepikkusega 0.75..1.6 µm), mis leiab laialdast kasutust fiiberoptikas ja vastavad seadmed on seega hästi arendatud. Keskinfrapunakiirguseks loeme siin elektromagnetkiirgust lainepikkuste vahemikus 8..10 µm. Seesugusele kiirgusele on tundlikud nende rakettide tajurid, mis otsivad lennukimootorist väljuvate kuumade gaaside järgi sihtmärke. Ehk just seepärast on järgnevalt kirjeldatud uurimus USA sõjaväestruktuuride rahastatud, ent usutavasti pakuvad tulemused huvi ka laiemale teadlaskonnale.
Katse viidi läbi New Yorkis ja selleks kasutati kahte erinevat lähiinfrapunalaserit (lainepikkustega 1.3 ja 1.5 µm) ja keskinfrapunalaserit (lainepikkusega 8.1 µm). Viimane töötab harilikkudest pooljuhtlaseritest mõneti erineval põhimõttel ja kannab nime kvantkaskaadlaser. Vastav tehnoloogia on alles hiljuti saanud piisavalt küpseks, et toota vastuvõetava hinnaga seadmeid praktilisteks rakendusteks. Katses juhiti kõigi kolme laseri valgus samaaegselt 550 meetri kaugusel asuvale peeglile ja mõõdeti tagasi saabunud valguse intensiivsust kuue tunni jooksul. Selle aja sees tõusis udu ja ootuspäraselt langes samas intensiivsus kõigil kolmel juhul. Üllatav tulemus saadi aga siis, kui hakkas sadama kerget vihma – keskinfrapunalaseri valguse jaoks muutus läbitav teekond hoopis läbipaistvamaks ja energiakaod said teiste katses kasutatud laseritega võrreldes umbes kümme korda väiksemaks. Esialgne seletus põhineb eeldusel, et vihm pesi õhust välja suuremad udupiisad, mis takistavad eelkõige keskinfrapunakiirgust. Samal ajal lähiinfrapunakiirgust hajutava peene udu tihedus kasvas. Ehkki see seletus ei ole ammendav, näidati keskinfrapunakiirguse olulist eelist halbade ilmastikutingimuste korral ja avastati ka vihmaga kaasnenud muutus atmosfääri läbipaistvuses, mis jääb alles ootama põhjalikumat selgitust.
Allikas: Optics Express, Vol. 17, Issue 6, pp. 4355-4359: Quantum cascade lasers and the Kruse model in free space optical communication
Toimetas Erik Randla