大多數(shù)人對(duì)空間激光通信技術(shù)了解并不多?？臻g激光通信技術(shù)的核心在“激光”二字，即用激光作為信息載體進(jìn)行空間(包括大氣空間、低軌道、中軌道、同步軌道、星際間、太空間)通信。

與微波空間通信相比，激光空間通信的長(zhǎng)處不言而喻，如波長(zhǎng)比微波波長(zhǎng)明顯短，具有高度的相干性和空間定向性，這也就決定了空間激光通信具有一系列優(yōu)點(diǎn)。如通信容量大，激光的頻率比微波高3至4個(gè)數(shù)量級(jí)，因此作為通信的載波有更大的利用頻帶。光纖通信技術(shù)可以移植到空間通信中來，目前光纖通信每束波束光波的數(shù)據(jù)率可達(dá)20Gb/s以上，并且可采用波分復(fù)用技術(shù)使通信容量上升幾十倍。因此在通信容量上，光通信比微波通信有巨大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，空間激光通信技術(shù)還有著重量輕、功耗和體積小、建造和維護(hù)經(jīng)費(fèi)低等特點(diǎn)。

由于激光的發(fā)散角很小，所以能量高度集中，這樣一來落在接收機(jī)望遠(yuǎn)鏡天線上的功率密度高，發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率可大大降低，功耗相對(duì)較低；空間激光通信的能量利用率的提高又使得發(fā)射機(jī)及其供電系統(tǒng)的重量減輕;激光的波長(zhǎng)短，在同樣的發(fā)散角和接收視場(chǎng)角要求下，發(fā)射和接收望運(yùn)鏡的口徑都可以減小。如此一來，空間激光通信就擺脫了微波系統(tǒng)巨大的碟形天線，擁有了既小又巧還功能強(qiáng)大的特點(diǎn)。最難能可貴的是，激光具有高度的定向性，發(fā)射波束纖細(xì)，激光的發(fā)散角通常在毫弧度，有效地提高抗干擾、防竊聽的能力。

擁有著以上這些強(qiáng)大功能，空間激光通信技術(shù)的前景可謂十分廣闊。伴隨著信息時(shí)代對(duì)于高速率信息傳輸?shù)男枨笕找嫫惹校约爸慰臻g激光通信的光學(xué)、光電子學(xué)、微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)、控制科學(xué)、材料科學(xué)與技術(shù)水平的提高，空間激光通信將呈現(xiàn)出以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。一是通信速率越來越高，伴隨著高精度動(dòng)態(tài)跟蹤這一核心技術(shù)取得突破后，提高激光通信系統(tǒng)的速率和帶寬是必然舉措。二是通信模式越來越豐富，從最初的單向信息傳輸、發(fā)展到雙向?qū)ΨQ信息傳輸、中繼轉(zhuǎn)發(fā)通信模式，乃至將來的信息組網(wǎng)。三是立體空間覆蓋，空間激光通信從星際鏈路逐漸向星地、星空、空空、空地和地面間鏈路拓展，實(shí)現(xiàn)立體空間覆蓋，構(gòu)建天空、地一體化的無縫通信系統(tǒng)。

本文由中國(guó)科學(xué)院物理研究所副研究員羅會(huì)仟進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。


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