近日,京瓷公司宣布,其“精密堇青石”陶瓷鏡已被選用于國際空間站 (ISS) 與地球上的移動光學站之間進行光通信的實驗設備。這是堇青石首次用于此類用途。
京瓷的精密堇青石陶瓷鏡已被索尼計算機科學研究所(Sony Computer Science Laboratories, 索尼 CSL)開發的光學天線組件(量子小型光鏈路,Quantum-Small Optical Link ,簡稱:QSOL)所采用。QSOL是小型近地軌道安全激光通信終端(SeCRETS)的光學天線組件。它由 NICT、下一代空間系統技術研究協會(NeSTRA)、東京大學、完美天空JSAT株式會社和索尼 CSL共同開發,并獲得日本總務省指定,由其在軌道上演示自由空間光以太網通信糾錯技術。
圖 QSOL的結構
目前,太空中的地球觀測衛星與地面站之間的雙向數據通信方法涉及使用無線電波或可見光的光無線通信。這種通信對于獲取天氣預報、災難響應和基礎設施監控的圖像數據至關重要。安裝在地球觀測衛星上的傳感器的進步導致可獲得的觀測數據量增加。然而,迫切需要快速將大量觀測數據傳輸到地面站,實現高速和大容量數據通信對太空基礎設施提出了挑戰。為了解決這個問題,預計實施激光光通信將使數據傳輸和接收速度比無線電波通信快 100 倍以上,容量顯著提高。
圖 配備京瓷精密堇青石陶瓷鏡的小型近地軌道安全激光通信終端“SeCRETS”
此外,要通過光通信將數據從衛星傳輸到特定地面站,必須使用光學鏡將光線調整到最佳角度。傳統上,人們使用金屬或玻璃鏡,但調整光線需要納米級精度。因此,需要具有長期穩定尺寸精度和承受嚴酷太空環境中熱膨脹和溫度變化能力的鏡子。
在這次實驗中,京瓷的精密堇青石陶瓷鏡因其獨特的熱和機械性能(例如低熱膨脹和長期尺寸穩定性)而被安裝在 QSOL 中。京瓷的精密堇青石陶瓷鏡具有低熱膨脹、高機械強度和高剛性、長期尺寸穩定性、耐輻射性的特點,即使在太空中也能實現穩定的光通信。
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