Method and Apparatus for Ultra-Short Pulsed Laser Communication through a Lossy Medium

광 통신, 원격 감지, 파워 비밍 등을 포함하는 FSO(free-space optical) 무선 전송이 광 스펙트럼의 적외선 부분에서 동작하는 종래의 레이저 소스를 1kWatt 이상의 피크 펄스 전력과 1피코초 미만의 펄스 길이를 가지는 USPL(ultra-short pulsed laser) 소스로 대체함으로써 향상될 수 있다. 구체적으로, 이러한 조건에서 대기와 같은 손실 매체에서 종래의 레이저와 같은 평균 광 전력을 가지는 USOPL 빔의 감쇠가 더 낮은 피크 펄스 전력 및/또는 더 긴 펄스 폭을 가지는 종래의 레이저 빔의 감쇠보다 실질적으로 낮다는 것이 관찰되었다. USPL을 사용할 때 우월한 시스템 성능이 전송기의 레이저 소스와 수신기의 광 감지기 사이의 증가된 거리 및/또는 좋지 않은 기상 조건에서 시스템 동작의 더 높은 신뢰도로 이어진다. Free-space optical (FSO) wireless transmission, including optical communications, remote-sensing, power beaming, etc., can be enhanced by replacing conventional laser sources that operate in the infrared portion of the optical spectrum with ultra-short pulsed laser (USPL) sources having peak pulse powers of one kWatt or greater and pulse lengths of less than one picosecond. Specifically, it has been observed that under these conditions the attenuation of an USPL beam having the same average optical power as a conventional laser in a lossy medium, such as the atmosphere, is substantially less than the attenuation of a conventional laser beam having a lower peak pulse power and/or a longer pulse width. The superior system performance when using an USPL can be translated into an increased distance between a laser source in a transmitter and a photodetector in receiver and/or a higher reliability of system operation in inclement weather conditions.