空間激光通信技術(shù)結(jié)合了無線電通信和光纖通信的優(yōu)點(diǎn)，以激光為載波進(jìn)行通信?？臻g激光通信技術(shù)具有抗干擾能力強(qiáng)、安全性高、通信速率高、傳輸速度快、波段選擇方便及信息容量大的優(yōu)勢(shì)，其特點(diǎn)是系統(tǒng)體積小、重量輕、功耗低、施工簡單、靈活機(jī)動(dòng)，在軍事和民用領(lǐng)域均有重大的戰(zhàn)略需求與應(yīng)用價(jià)值。

空間激光通信技術(shù)可作為一種應(yīng)急通信方案，應(yīng)用于抗震救災(zāi)、突發(fā)事件、反恐、公安偵查等領(lǐng)域。具體來看，空間激光通信技術(shù)可為多兵種聯(lián)合攻防提供軍事保密信息服務(wù)，在局部戰(zhàn)爭、戰(zhàn)地組網(wǎng)和信息對(duì)抗中優(yōu)勢(shì)突出。另外，受益于帶寬高、傳輸快速便捷及成本低的優(yōu)勢(shì)，空間激光通信技術(shù)是解決信息傳輸“最后一千米”和第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）小微基站傳輸?shù)淖罴堰x擇。我國天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)工程是落實(shí)“沒有網(wǎng)絡(luò)安全，就沒有國家安全”的重大建設(shè)項(xiàng)目，包括空間網(wǎng)絡(luò)的寬帶骨干網(wǎng)、接入網(wǎng)等寬帶空間信息傳輸，但由于傳統(tǒng)微波衛(wèi)星通信方式很難滿足空間網(wǎng)絡(luò)最高傳輸寬帶40~100 Gb/s的需求，亟需建設(shè)空間激光網(wǎng)絡(luò)來支撐這項(xiàng)重大工程。

鑒于空間激光通信技術(shù)發(fā)展的重要性和緊迫性，亟需對(duì)此開展全面的深入研究。基于此，本文梳理空間激光通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析其關(guān)鍵技術(shù)情況，研判其未來發(fā)展趨勢(shì)，并就此提出促進(jìn)我國激光通信技術(shù)快速發(fā)展的對(duì)策建議。

目前，空間激光通信技術(shù)已在多種鏈路成功開展了試驗(yàn)，如衛(wèi)星/地面、衛(wèi)星/衛(wèi)星、衛(wèi)星/飛機(jī)、飛機(jī)/飛機(jī)、飛機(jī)/地面及地面站間等。美國、歐洲、日本、中國和俄羅斯等國家和地區(qū)在空間激光通信關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域均已取得突破，且進(jìn)行了多項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)證（見圖1），積極推動(dòng)空間激光通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

圖1 空間激光通信技術(shù)試驗(yàn)成果

（一）國外主要發(fā)展現(xiàn)狀

（1）美國在國家航空航天局（NASA）和空軍支持下是最早開展空間激光通信技術(shù)研究的國家。具體來看，2000年，NASA依托噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室完成了激光通信演示系統(tǒng)（OCD）試驗(yàn)；2013年10月的月球激光通信演示驗(yàn)證計(jì)劃（LLCD）實(shí)現(xiàn)了月球軌道與多個(gè)地面基站4×105 km的激光雙向通信，月地最大下行和上行速率分別達(dá)到622 Mb/s和20 Mb/s；2017年11月，NASA創(chuàng)新型1.5 U立方體衛(wèi)星的“激光通信與傳感器演示”（OCSD）項(xiàng)目對(duì)未來小型衛(wèi)星的高速率激光數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，星地鏈路下行速率最高達(dá)到2.5 Gb/s。

（2）歐洲的主要國家和地區(qū)也較早地開展了空間激光通信技術(shù)的研究。具體有：歐洲航天局（ESA）在2001年實(shí)施半導(dǎo)體激光星間鏈路試驗(yàn)（SILEX）項(xiàng)目，首次驗(yàn)證了低軌道（LEO）衛(wèi)星至地球同步軌道（GEO）衛(wèi)星間的通信；2008年，德國航空航天中心（DLR）利用Tesat開展了GEO-LEO遠(yuǎn)距離空間激光通信在軌原理試驗(yàn)驗(yàn)證，傳輸距離為45 000km，天線口徑為135 mm，采用的是1.06 μm載波的二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）相干技術(shù)，最高速率達(dá)5.625 Gb/s，誤碼率小于10–8；2015年，德國建立了車載自適應(yīng)光學(xué)通信地面站，實(shí)現(xiàn)了車載自適應(yīng)激光通信終端與LEO的高速率傳輸，傳輸速率為5.625 Gb/s，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了與地球同步衛(wèi)星Alphasat激光通信終端之間帶寬為2.8125 Gb/s、有效速率為1.8 Gb/s的雙向激光通信。

（3）日本已經(jīng)開展了一系列星地激光通信演示驗(yàn)證，如工程試驗(yàn)衛(wèi)星（ETS-VI，1995—1996年）計(jì)劃和光學(xué)在軌測(cè)試通信衛(wèi)星（OICETS，2003/2006年）計(jì)劃都完成了激光通信測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了世界首次LEO衛(wèi)星與移動(dòng)光學(xué)地面站間的激光傳輸。另外，日本的相關(guān)研究已逐步向激光通信終端小型化、輕量化、低功耗方向發(fā)展，如通過空間光通信研究先進(jìn)技術(shù)衛(wèi)星計(jì)劃（SOCRATES），并在2014年完成了小型光學(xué)通信終端（SOTA）對(duì)地激光通信在軌測(cè)試，SOTA總質(zhì)量僅為5.8 kg，最遠(yuǎn)通信距離達(dá)1000 km，下行通信速率為10 Mb/s。

（二）國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

我國在空間激光通信技術(shù)領(lǐng)域的研究起步較晚，但近年來成果顯著，如在通信系統(tǒng)技術(shù)和端機(jī)研制方面取得重大突破，在激光通信單元技術(shù)領(lǐng)域取得不少研究成果。

我國空間激光通信技術(shù)的研究進(jìn)展如下。2007年，我國首次完成了動(dòng)中通空間激光通信試驗(yàn)，突破了雙動(dòng)態(tài)光束瞄準(zhǔn)跟蹤技術(shù)，傳輸速率達(dá)300 Mb/s，并逐漸將速率提高到1.5Gb/s、2.5 Gb/s、10 Gb/s，陸續(xù)開展了空地、空空等鏈路的演示驗(yàn)證；2013年完成了兩架固定翼飛機(jī)間遠(yuǎn)距離激光通信試驗(yàn)，傳輸速率為2.5 Gb/s，距離突破144 km，超過了歐洲、美國等國家和地區(qū)同類型演示驗(yàn)證的最遠(yuǎn)距離。2011年，通過“海洋二號(hào)”衛(wèi)星開展了我國首次星地激光通信鏈路的數(shù)據(jù)傳輸在軌測(cè)試，最高下行速率為504 Mb/s。2017年，利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星開展了我國首次星地高速相干激光通信技術(shù)在軌試驗(yàn)，最高下行速率達(dá)到5.12 Gb/s。2017年，搭載“實(shí)踐十三號(hào)”高通量衛(wèi)星的星地激光通信終端開展的我國首次高軌衛(wèi)星對(duì)地高速激光雙向通信試驗(yàn)取得成功，40 000km星地距離最高速率為5 Gb/s。這些空間通信試驗(yàn)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、捕獲跟蹤技術(shù)和光波的大氣傳輸特性等方面為我國空間激光通信技術(shù)的研究提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

隨著激光、光學(xué)和光電子元器件技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，空間激光通信技術(shù)不斷取得突破。按照系統(tǒng)功能劃分，空間激光通信技術(shù)主要分為捕獲跟蹤、通信收發(fā)、大氣補(bǔ)償和光機(jī)電設(shè)計(jì)4類技術(shù)，具體介紹如下。

（一）捕獲跟蹤技術(shù)

空間激光通信技術(shù)借助光源的小發(fā)散角波束提供高功率增益，這對(duì)光束的捕獲跟蹤提出了比微波通信更高的要求。實(shí)現(xiàn)快速、大概率、大范圍的光束捕獲和穩(wěn)定的高帶寬、高精度光束跟蹤是空間激光通信瞄準(zhǔn)、捕獲、跟蹤技術(shù)研究的核心目標(biāo)。其中，光束捕獲采用激光瞄準(zhǔn)技術(shù)和粗/精跟蹤相獨(dú)立的體制，即粗跟蹤由大視場(chǎng)相機(jī)和伺服轉(zhuǎn)臺(tái)組成閉環(huán)，提供大范圍低頻帶伺服控制；精跟蹤由高幀頻相機(jī)和快速振鏡組成閉環(huán)，提供小范圍高頻帶伺服控制，從而有效抑制因光束大范圍運(yùn)動(dòng)和高頻率抖動(dòng)引起的光束擾動(dòng)。

隨著激光技術(shù)的進(jìn)步，受益于激光光束智能變換、激光相控陣等新技術(shù)的逐漸發(fā)展成熟，將其應(yīng)用于空間激光通信技術(shù)的捕獲、瞄準(zhǔn)、跟蹤系統(tǒng)中，使傳統(tǒng)跟瞄模式發(fā)生改變，可提高空間光通信系統(tǒng)的跟瞄精度、速度和可靠性。同時(shí)，小型高效率激光器的出現(xiàn)也使跟瞄系統(tǒng)向小型化、輕型化和集成化發(fā)展。另外，可采用粗精復(fù)合高精度跟蹤，通過激光光束智能變換，在保證跟蹤性能的前提下，簡化激光通信跟瞄系統(tǒng)。

（二）通信收發(fā)技術(shù)

空間激光通信技術(shù)需要激光器具有大調(diào)制帶寬、高發(fā)射功率和窄線寬等特點(diǎn)。具體來看，激光調(diào)制技術(shù)的調(diào)制方式可以分為直接調(diào)制和間接調(diào)制，由于直接調(diào)制方式使帶寬和發(fā)射功率受限，目前主要采用小功率種子激光源間接調(diào)制后通過高功率光纖放大器獲得高發(fā)射功率的方法進(jìn)行調(diào)制；根據(jù)作用光束的參數(shù)不同（如強(qiáng)度、頻率、相位等），可分為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相等不同調(diào)制方式，由于不同波長系統(tǒng)相應(yīng)器件的差異，調(diào)制方式也有所差別。目前空間激光通信技術(shù)采用的激光波長主要有800 nm、1000 nm和1550 nm 3個(gè)波段，其中800 nm波段的半導(dǎo)體激光器一般利用強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測(cè)（IM/DD），1000 nm波段的Nd:YAG固體激光器可采用各種調(diào)制方式，而1550 nm波段的半導(dǎo)體激光器與光纖通信系統(tǒng)兼容，可采用多種高速調(diào)制方式并利用摻鉺光纖放大器實(shí)現(xiàn)高速、高功率發(fā)射。

激光通信接收機(jī)的高速探測(cè)器均由光纖耦合以適應(yīng)高速探測(cè)器的小探測(cè)截面，并有利于系統(tǒng)集成化。因此，空間激光到光纖的耦合是激光通信接收部分的關(guān)鍵技術(shù)之一，其中對(duì)光纖高效率耦合主要受模式匹配、對(duì)準(zhǔn)偏差、菲涅爾反射、吸收損耗、平臺(tái)振動(dòng)等影響?，F(xiàn)有的光纖耦合方法主要采用的是光學(xué)自適應(yīng)、錐形光纖、光纖章動(dòng)等，尚未出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性突破，光纖高效耦合技術(shù)仍是當(dāng)前空間激光通信系統(tǒng)的主要難題之一。

（三）大氣補(bǔ)償技術(shù)

當(dāng)空間激光通信技術(shù)應(yīng)用在星地、空空和空地等鏈路時(shí)，激光在穿越大氣層的過程中受大氣湍流影響，在傳輸時(shí)會(huì)出現(xiàn)接收功率抖動(dòng)，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)誤碼，這在高速激光通信中更加明顯。為解決這一問題，采用高精度實(shí)時(shí)波前畸變校正技術(shù)是抑制大氣湍流對(duì)傳輸光束波前影響的有效方法，即通過哈特曼傳感器進(jìn)行多孔徑波面探測(cè)，在一定程度上能夠矯正波前畸變。但該技術(shù)的主要難點(diǎn)在于激光到達(dá)角起伏補(bǔ)償、波面變形補(bǔ)償和空中飛行時(shí)附面層影響補(bǔ)償，可通過探測(cè)系統(tǒng)引入波前畸變補(bǔ)償鏡技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合校正。

近年來有關(guān)大氣信道的研究成果頗豐。例如，2018年開展的基于部分相干載波的大氣高速傳輸研究，由有源鎖模光纖激光器泵浦色散位移光纖而產(chǎn)生的超連續(xù)譜光源作為部分相干高速載波，在1 km大氣湍流信道中，相比于相干光源，采用部分相干光載波源能有效抑制大氣湍流造成的光強(qiáng)閃爍。而后，證明了可將全光時(shí)分復(fù)用（OTDM）技術(shù)應(yīng)用在部分相干光通信系統(tǒng)中以提升傳輸速率，最高速率達(dá)到了16 Gb/s。

（四）光機(jī)電設(shè)計(jì)技術(shù)

為減小自由空間的功率損耗，提高發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)增益，需要通信光束以近衍射極限角發(fā)射。在保證發(fā)射光學(xué)口徑的基礎(chǔ)上，提高光束發(fā)射增益對(duì)光纖耦合技術(shù)、光束整形技術(shù)、望遠(yuǎn)鏡面型設(shè)計(jì)提出了更嚴(yán)格的要求。為突破近衍射極限角發(fā)射的關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)射激光源的整形準(zhǔn)直技術(shù)和高效率光纖耦合技術(shù)，亟需通過激光技術(shù)的發(fā)展，研究光纖不同芯徑、束散角與光學(xué)系統(tǒng)匹配的優(yōu)化選取方法。

對(duì)于光學(xué)基臺(tái)技術(shù)，要求對(duì)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行模塊化、輕量化設(shè)計(jì)，且能滿足未來空間激光通信網(wǎng)絡(luò)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)動(dòng)中通同時(shí)傳輸。與此同時(shí)，激光技術(shù)的廣泛應(yīng)用促成了多行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化，如基于激光技術(shù)的激光整形傳輸促成了元件的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化，降低了整機(jī)體積與成本。

（一）高速率

隨著空間激光通信高速調(diào)制解調(diào)和傳輸技術(shù)的快速發(fā)展，未來星地激光通信鏈路速率有望達(dá)到100 Gb/s量級(jí)。高速激光通信采用高階調(diào)制方式如正交相移鍵控（QPSK）、正交振幅調(diào)制（QAM）和復(fù)用方式如波分復(fù)用（WDM）、時(shí)分復(fù)用（TDM）、軌道角動(dòng)量復(fù)用（OAM），短距離（<1 km）速率可達(dá) Tb/s 量級(jí)。近年來，國內(nèi)外高速無線激光通信技術(shù)的主要發(fā)展現(xiàn)狀如圖2所示。

圖2 國內(nèi)外高速無線激光通信技術(shù)的主要發(fā)展現(xiàn)狀

 注：1E+0n表示 1×10n ；QPSK代表正交相移鍵控；QAM-OAM-WDM代表正交振幅調(diào)制–軌道角動(dòng)量復(fù)用–波分復(fù)用；QPSK-OAM代表正交相移鍵控–軌道角動(dòng)量復(fù)用；OAM-PM-WDM代表軌道角動(dòng)量復(fù)用–偏振復(fù)用–波分復(fù)用；QAM-WDM代表正交振幅調(diào)制–波分復(fù)用；QAM代表正交振幅調(diào)制；QPSK-OAM-WDM代表正交相移鍵控–軌道角動(dòng)量復(fù)用–波分復(fù)用；OAM-WDM代表軌道角動(dòng)量復(fù)用–波分復(fù)用；OFDM-OAM-WDM代表正交頻分復(fù)用–軌道角動(dòng)量復(fù)用–波分復(fù)用；QAM-OAM-WDM代表正交振幅調(diào)制–軌道角動(dòng)量復(fù)用–波分復(fù)用；DWDM代表密集波分復(fù)用；VMDM-OFDM代表矢量模分復(fù)用–正交頻分復(fù)用；QPSK-WDM代表正交相移鍵控–波分復(fù)用；QPSK-PM代表正交相移鍵控；QDWDM代表密集波分復(fù)用。

國外在空間激光通信技術(shù)高速率方面的主要研究進(jìn)展有：2009年，日本電氣株式會(huì)社（NEC）實(shí)驗(yàn)室利用QPSK和多路輸入/輸出（MI/MO）相干檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)了112 Gb/s試驗(yàn)；南加州大學(xué)采用12路QAM-2路偏振-42路波分技術(shù)在室內(nèi)1m的距離上實(shí)現(xiàn)了100 Tb/s自由空間光通信。2016年，沙特國王大學(xué)采用12路WDM和16-QAM調(diào)制技術(shù)在室外11.5m的距離上進(jìn)行了2.2 Tb/s自由空間光高速通信實(shí)驗(yàn)，并在2017年采用3.6 b/s/Hz的頻譜效率32-QAM調(diào)制在室外干燥的沙漠地區(qū)100m的距離上突破了1.08 Tb/s自由空間光通信。

通過國際合作交流，我國在空間激光通信技術(shù)高速率方面的研究取得了重要進(jìn)展（見圖2）。具體有：華中科技大學(xué)開展了一系列OAM超高速無線光傳輸試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)最高傳輸速率可達(dá)1.086 Pb/s。該研究是在較短距離上的超高速無線光傳輸，但傳輸速率方面已達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。另外，在長距離高速空間激光傳輸研究方面也取得了一定進(jìn)展，如2018年長春理工大學(xué)與浙江大學(xué)合作，采用3路密集波分復(fù)用（DWDM）的QPSK 調(diào)試單路載波40 Gb/s，在1 km距離開展了速率120 Gb/s 的自由空間光通信實(shí)驗(yàn)，而后又突破了單路載波128 Gb/s和3路DWDM總速率384 Gb/s大氣傳輸。

（二）網(wǎng)絡(luò)化

隨著全球化和信息技術(shù)的發(fā)展，亟需建設(shè)具有不依托地面網(wǎng)絡(luò)、無縫覆蓋全球、高帶寬和抗毀性能的空間網(wǎng)絡(luò)。因此，依托空間激光通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的天基寬帶傳送網(wǎng)絡(luò)是今后發(fā)展的重要趨勢(shì)。

空間激光通信技術(shù)逐漸從點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式向中繼轉(zhuǎn)發(fā)和構(gòu)建激光網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展。由于激光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主要難點(diǎn)在于激光發(fā)散角小、光信號(hào)動(dòng)態(tài)接入以及受空間環(huán)境影響大等，因此構(gòu)建激光通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需突破“一對(duì)多”的激光通信技術(shù)難題、研究動(dòng)態(tài)路由解決接入方案、尋求激光通信和微波聯(lián)合通信體制。長春理工大學(xué)提出的采用旋轉(zhuǎn)拋物面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)光學(xué)收發(fā)天線，實(shí)現(xiàn)多顆衛(wèi)星間激光通信組網(wǎng)，光學(xué)原理簡單，是探索解決這一難點(diǎn)的重大突破。

（三）多用途

隨著空間激光通信技術(shù)的逐漸成熟，空間激光通信的高調(diào)制速率、遠(yuǎn)傳輸距離和低能耗的優(yōu)點(diǎn)逐漸凸顯。目前，空間激光通信技術(shù)已廣泛應(yīng)用于星間、星空、空空、空地等鏈路的寬帶數(shù)據(jù)傳輸，并逐漸向深空探測(cè)、水下和地面接入通信擴(kuò)展，用途越來越廣。

深空探測(cè)是人類對(duì)月球、遠(yuǎn)距離天體或空間開展的探測(cè)活動(dòng)，是了解太陽系及宇宙，揭示宇宙起源與演變，拓展人類生存空間的必然選擇。月球探測(cè)工程的實(shí)施拉開了我國深空探測(cè)的序幕，隨后又實(shí)施了火星探測(cè)工程。水下無線光通信作為一種新興通信技術(shù)，具有容量大、帶寬高、保密性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，已成為世界大國競(jìng)相發(fā)展的一項(xiàng)重要通信技術(shù)。利用可見光進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的無線光傳輸技術(shù)兼具照明、通信和控制定位等功能，易與現(xiàn)有基礎(chǔ)照明設(shè)施相融合，且符合國家節(jié)能減排的戰(zhàn)略思想，逐漸成為未來智能時(shí)代超高速泛在光聯(lián)網(wǎng)的主要寬帶傳輸方法。另外，在一些無法鋪設(shè)光纜的特殊應(yīng)用場(chǎng)合，如海島之間、城市樓宇間、野外復(fù)雜環(huán)境等，空間激光通信技術(shù)可起到光纖通信技術(shù)所無法替代的作用。

（四）一體化

由于激光在高速通信和精密測(cè)距方面具有優(yōu)勢(shì)，近年來激光測(cè)距與通信一體化技術(shù)越來越受到重視。激光測(cè)距與通信一體化設(shè)計(jì)是以高速通信為主，兼顧精密測(cè)距，使用同一束激光和硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)測(cè)距和信息傳輸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)同一套設(shè)備完成測(cè)距和通信的雙重功能。2013年NASA的LLCD系統(tǒng)已經(jīng)成功實(shí)施月地高速激光通信與高精度測(cè)距的在軌演示驗(yàn)證，測(cè)距精度達(dá)到3 cm；2014年，北京遙測(cè)技術(shù)研究所完成了基于相干通信的測(cè)距和高速通信一體化的設(shè)計(jì)；2015年，長春理工大學(xué)提出了空間目標(biāo)測(cè)距、成像、通信一體化方案，其中激光通信信標(biāo)光發(fā)射/接收和激光測(cè)距光發(fā)射/接收共用一個(gè)光學(xué)天線。

此外，激光和微波通信技術(shù)的融合，也是目前學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)，主要包括激光與微波收發(fā)融合、數(shù)據(jù)處理融合、微波信號(hào)的激光調(diào)制和產(chǎn)生等。目前，微波光子技術(shù)逐漸發(fā)展成熟，并已應(yīng)用于雷達(dá)信號(hào)的激光傳輸和處理，未來該技術(shù)也將在激光與微波融合通信系統(tǒng)中應(yīng)用。

（五）多譜段

隨著多種光譜段激光技術(shù)的進(jìn)步，從紫外到紅外，甚至是太赫茲波段，均已出現(xiàn)了可應(yīng)用的激光技術(shù)。由于各譜段在抗電磁干擾、云霧穿透能力、自組網(wǎng)等方面的優(yōu)勢(shì)各有不同，因此，未來空間激光通信利用不同譜段通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，將大力發(fā)展紫外、可見、中紅外、太赫茲等多譜段結(jié)合的通信模式。同時(shí)，加強(qiáng)多譜段通信的深入研究，以期通過多譜段聯(lián)合應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境條件下的不間斷無障礙通信。

與空間激光通信技術(shù)相比，紫外無線光通信技術(shù)無需嚴(yán)格的捕獲、瞄準(zhǔn)、跟蹤就可實(shí)現(xiàn)非直視通信，在自組網(wǎng)、復(fù)雜電磁環(huán)境及特殊地形等應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)明顯。加州理工大學(xué)于2009年理論研究了紫外光散射模型及探測(cè)器、調(diào)制方式的影響并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。太赫茲無線光通信方面，近年來也取得了突破性成果，中國工程物理研究院的太赫茲科研團(tuán)隊(duì)于2017年利用頻率0.14 THz載波，成功開展了單路實(shí)時(shí)速率5 Gb/s的21 km遠(yuǎn)距離高速無線傳輸試驗(yàn)。

目前，國內(nèi)外在空間激光通信技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展均未形成規(guī)模，鑒于該技術(shù)的巨大發(fā)展?jié)摿Γ澜绺鲊e極投入人力、物力開展相關(guān)研究，并引導(dǎo)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。近年來，歐洲、美國等國家或地區(qū)已在空間激光通信技術(shù)方面對(duì)星地、星間、空空等鏈路進(jìn)行了部分商用化測(cè)試，我國也完成了相關(guān)的演示驗(yàn)證工作。因此，在這一領(lǐng)域我國與歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的差距較小，在某些方面還具有一定的后發(fā)優(yōu)勢(shì)，但核心元器件依賴進(jìn)口的問題尚未解決。為此，通過國家政策傾斜，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，重點(diǎn)突破卡脖子技術(shù)難題，推進(jìn)空間激光通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，使我國在該領(lǐng)域能夠追趕甚至是達(dá)到領(lǐng)先水平。為推動(dòng)空間激光通信技術(shù)的發(fā)展，提出如下政策建議。

（一）實(shí)施基礎(chǔ)研究計(jì)劃

空間激光通信技術(shù)的發(fā)展沿用了很多光纖通信及光學(xué)設(shè)計(jì)的技術(shù)，但根據(jù)新的應(yīng)用特點(diǎn)會(huì)形成新的顛覆性技術(shù)，需要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究以取得突破。因此，建議盡快實(shí)施以高等院?；A(chǔ)科研為主的無線激光寬帶傳輸與組網(wǎng)基礎(chǔ)科學(xué)問題研究計(jì)劃，在重點(diǎn)核心技術(shù)上取得突破，使我國盡快在該領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

（二）重視核心元器件的研發(fā)

光電子、光學(xué)核心元器件的工藝水平制約了我國空間激光通信技術(shù)的發(fā)展，且進(jìn)口依賴度高。因此，建議組織元器件研究單位、高等院校及企業(yè)開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，并大力扶持技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。利用我國在光纖通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域引領(lǐng)世界技術(shù)與產(chǎn)品創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，面向未來空間信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，努力實(shí)現(xiàn)核心元器件的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

（三）積極參與空間激光通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定

隨著空間激光通信技術(shù)的成熟并逐漸商用化，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定尤為重要。因此，建議從國家層面積極引導(dǎo)實(shí)施空間激光通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃。通過組織高等院校、科研機(jī)構(gòu)及相關(guān)企業(yè)開展技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究，積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，促進(jìn)我國空間激光通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

（四）引導(dǎo)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展

隨著空間激光通信技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，相關(guān)產(chǎn)業(yè)已逐漸形成，需正確地引導(dǎo)并促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。因此，建議對(duì)我國空間激光通信技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行合理規(guī)劃，引導(dǎo)高等院校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)開展產(chǎn)業(yè)合作，利用基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢(shì)形成有效的成果轉(zhuǎn)化，并促進(jìn)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展壯大。