互联网的普及，光纤通信的广泛应用，无疑是现代通信技术的一大飞跃。光纤利用光的全反射原理，其带宽远超同轴电缆和双绞线，为高速数据传输提供了坚实基础。在长距离传输中，光的信号衰减远低于传统电信号，使其成为长距离通信的理想选择。在此基础上，激光通信，凭借其优异的信息传输特性，正逐步成为连接太空与地面通信的新桥梁。
法国在2001年开始了卫星激光通信的研究，当时由法国国家空间研究中心和欧洲航天局运营的卫星间链路标志着激光通信技术的初步探索。2024年9月，航天创业公司Cailabs和Unseenlabs合作对空地通讯进行深入研究，成功完成了低轨道纳米卫星与商业地面站之间的激光通信测试。
激光通信系统的工作原理基于激光的产生、调制、传输和接收。激光二极管或激光发生器产生的高度单色、方向性强、亮度高的光波，通过幅度调制（AM）或频率调制（FM）将信息加载到激光载波上。发射望远镜将调制后的激光发送到空间，而接收望远镜则捕捉从发射端传来的激光。接收到的激光信号经过解调，将激光信号转换回原始的电信号，经过放大、滤波等处理，恢复或解码原始数据。
激光通讯的优势在于其高传输速率、抗电磁干扰能力以及能够绕过大气湍流造成的干扰，保持通信的稳定性。
激光通讯的带宽远超传统的无线电波通信，这对于传输大量数据，如高分辨率图像和视频，极为重要。抗干扰能力上，激光信号在长距离传输的衰减远低于无线电波，超长距离的空地联系使得这一优势得到了进一步的放大。
同时，激光通讯的频谱资源丰富，无需占用传统的无线电频谱资源，也因此不受无线电频谱使用的法规和限制。
除了通讯技术上的创新，低轨道纳米卫星在机动性和隐蔽性上也有巨大的突破。激光通信所需的接收器和发射器口径较小，这有利于减小卫星的体积和重量，降低发射成本。激光通信波束窄，不易被截获，提高了通信的安全性。
长期来看，激光通讯系统比传统的无线电通信系统功耗更低，大大降低地面和太空通信基础设施的运营成本。
激光通信的优势使其在特定应用领域，如军事、航空航天和高速数据传输，具有巨大的潜力。然而，要充分利用这些优势，必须克服诸多的挑战。
激光通信的关键挑战之一是减轻大气湍流的影响。大气湍流会引起激光信号的闪烁和偏移，影响通信质量。尤其是在大气条件恶劣的情况下，如雾、雨、云层等，激光通讯的稳定性会受到影响。其次，激光虽然能穿透一些较薄的云层，但厚云层和极端天气条件仍然会显著影响激光通讯的通讯质量。
当今的战争首先是电磁领域的战争。参战双方首先需要在电磁战场上争取胜利，战斗机、导弹、火炮、无人机才能在通讯的指挥下发挥出正常的作用。在电磁战场上的失利可能导致装备和人员面临巨大威胁。
而激光通信技术的普及，将为战场通信提供新的可能性。这种通信方式不易受干扰，且隐蔽性高，即使在无线电通讯无法使用的情况下，仍能保持通信畅通。
航天创业公司Cailabs的地面通信站已实现相当程度的小型化，未来有望适用于车载甚至单兵携带。随着全球安全局势的变化，太空激光通信技术在未来将发挥越来越重要的作用。
初审：孙世奇
复审：成自来
终审：陈光中
