对于艺术家和浪漫主义者来说，星星的闪烁是视觉诗篇；遥远的光之舞，在我们头顶上方的汹涌空气海洋中蜿蜒曲折。
并不是每个人都如此迷恋我们大气层的扭曲。对于许多科学家和工程师来说，如果没有空气，大量的研究和地面到卫星的通信就会容易得多。
失去地球的气体保护泡并不是一个受欢迎的选择。但澳大利亚和法国的研究人员联手设计了下一个最好的东西——一种通过镜子的轻弹引导光线穿过汹涌的波纹气流的系统。
其结果是激光链路能够以前所未有的稳定性穿过大气层。
虽然天文学家有一些技巧来纠正气氛的扭曲在入射光下，从地面向远处的接收器发射相干光子束，使它们保持在一起并在同一点上是一个挑战。
通过数百公里的移动空气，保持传输的目标和连贯性（其相位保持整齐一致）将使我们能够连接高精度的测量工具和通信系统。
卫星可以更精确地探测矿石或评估地下水位。高速数据传输可能需要更少的功率，并包含更多的信息。
主要作者、澳大利亚国际射电天文学研究中心的电气工程师 Ben Dix-Matthews 向 ScienceAlert 解释了这项技术。
“有源终端本质上使用一个小型四像素摄像头，它可以测量接收到的光束的侧向移动，”迪克斯-马修斯说。
“然后使用这种位置测量来主动控制可操纵的镜子，使接收到的光束保持居中并消除大气引起的侧向运动。”
实际上，该系统可用于补偿移动空气在三个维度上的扭曲效应——不仅仅是上下、左右，而是沿着光束的轨迹，保持链接居中及其相位有序。
到目前为止，它仅在 265 米（约 870 英尺）的相对较短距离内进行了测试。发射器和接收器之间铺设了大约 715 米（不到半英里）的光纤电缆，用于传输光束以进行比较。
结果非常稳定，可以用来连接用于测试基础物理的光学原子钟，例如爱因斯坦的相对论。
随着概念验证的证明，我们没有理由认为类似的技术有一天不会瞄准天空及更远的地方。尽管有一些障碍需要首先克服。
“在这个实验中，我们必须使用与稳定红外光束一致的可见引导激光手动进行初始对准，”迪克斯-马修斯告诉 ScienceAlert。
“在光学原子钟之间建立联系时，最好有一种方法可以更轻松地进行粗对准。”
幸运的是，迪克斯-马修斯的法国合作者正在开发一种设备，该设备将加速最初的粗对准过程，有望推出不需要如此复杂的设置的第二代激光链路技术。
研究小组还发现设备中的温度变化影响了相位的稳定性，将信号的持续时间限制在 100 秒左右。这一关卡也将是未来改进的重点。
我们可能不需要等太久。研究人员已经在系统升级方面取得了进展。
迪克斯-马修斯说：“我们已经开始使用高功率激光放大器，它应该可以帮助我们应对在较长距离（例如太空）中预计会出现的较大功率损耗。”
“我们还彻底重建了有源终端，使其对低接收功率更加敏感，并更有效地抵消接收波束的移动。”
随着轨道技术迅速成为许多数据提供商的主要关注点，让我们的天空布满卫星，使整个大气层的通信系统连接起来的创新只会变得更受追捧。
尽管我们的大气层对于维持我们所有人的生命很有用，但被埋在不安宁的温暖气体下肯定也有一些缺点。
这项研究发表于自然通讯。
