新世纪，科技发展日新月异，采用高频激光进行空间卫星通信已经成为现代通信技术发展的新热点。卫星光通信是人们经过多年探索并于近几年取得突破性进展的新技术。它是一种崭新的空间通信手段，利用人造地球卫星作为中继站转发激光信号，从而实现在多个卫星之间以及卫星与地面设备之间的通信。由于卫星光通信具有诸多优点，所以吸引着各国专家锲而不舍的探索。近几年，美国、欧空局各成员国、日本等国都对卫星光通信技术极其重视，对卫星光通信系统所涉及的各项关键技术展开了全面深入的研究。 随着遥感器分辨率不断提高，对传输速率的要求也越来越高，因此用传统的微波数据传输方式难度很大。在这种情况下，倘若改用激光通信传输，那么便可比较容易的满足要求，就其通道终端设备自身而言实现难度相对较小。当然，事物都有两面性，由于激光通信的波束很窄（一般为几十微弧度），对两个都处于运动的通信系统来说，激光束的捕获、跟踪和瞄准都具有较大的挑战性，是急待攻关解决的难题。空间激光通信作为高性能卫星通信技术中的关键性课题，国际上开展了大量的研究工作，美、欧、日等国投入大量的人力物力进行相关技术的研究和空间光通信实验装置的开发。
国外卫星激光通信星间
链路系统概况
未来的空间通信网络既包括轨道间链路(IOL)，同时又包括星间链路(ISL)。通常所说的星间链路是IOL和ISL的总称。目前国际上所开展的有关星间链路的研究主要是指IOL。IOL是指由地球低轨(LEO)到地球同步轨道(GEO)间的链路；而ISL是指占据相同轨道的既可以是LEO也可以是GEO的卫星间的链路。
星间链路一般被认为是多波束卫星的一种特殊波束，该波束并不指向地球而是指向其它卫星。卫星网络互联本身就含有卫星之间的互联以及卫星与地面站之间的互联两层含义。今天，在卫星光通信领域已取得突破性进展―――成功的实现了卫星―――地面、卫星―――卫星之间的光通信试验。
欧洲的空间激光通信的发展基于欧洲各国的合作，欧空局（ESA）在卫星激光通信的研究方面也投入了大量资金，先后研制了以不同星间链路为背景的一系列卫星激光通信终端，如SILEX和SOUT。SILEX系统的一个终端装于欧空局的中继卫星*****，另一个终端装
于法国地球观测卫星SPOT-4。2001年11月21日顺利建立了激光通信链路，实现了50Mbps速率的激光通信试验。这是世界上进行的首次星间激光链路试验，是卫星激光通信领域一项里程碑式的进展。
日本开展卫星激光通信的研究尽管较晚，但是进展却很快。日本已于1995年利用装于ETS-VI卫星上的激光通信终端成功地与地面站进行了激光通信实验，尽管此次实验的数率仅为1.04Mbps，但这是世界上首次成功进行的星地激光通信试验。日本NASDA研制的LCE激光通信实验系统1996年与美国的JPL的地面站进行了双向激光通信试验，日本的宇宙开发事业团（NASDA）还研制了专门的激光通信实验卫星OICETS，计划与ESA的*****之间进行激光通信实验。
美国是世界上开展空间光通信研究最早的国家之一，研究工作经过了地面演示验证、关键技术研究以及星间和星地空间激光通信试验过程，已经实施了多个有关卫星激光通信的研究计划，投入了大量的资金研制了多个卫星激光通信实验终端，如NASA支持的LCDS、MIT林肯实验室的LITE系统，NASA的喷气推进实验室（JPL）已研制成的2×600Mbps卫星激光通信终端，美国军方BMDO建立了低轨卫星－地面站激光链路终端，数据率为1Gbps，并在积极进行小卫星星座中激光星间链路终端的研制。
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俄罗斯在星间激光通信方面也取得了较好的成果，俄罗斯的星间激光数据传输系统（ILDTS）已用于载人空间站、飞行器等。
目前，国际上已完成了空间激光通信链路的概念研究，关键技术和核心部件已解决，已实现了低轨卫星对同步卫星的低、中码速率激光通信实验和进行了低轨卫星对地面站的激光通信实验。这些通信实验系统达到了高捕获概率，短捕获时间，抗多种干扰的高灵敏度动态跟瞄和较高传输数据率，同时研制了激光链路系统评估测试平台及分析、仿真软件。下面的表1是国外激光通信系统研究情况的一个大致概括：
国外已完成和正在进行研究的几个激光通信系统的性能参数概况如表2所示。制作候车亭
取得空间实验成功的SILEX系统是欧洲宇航局研制的，包括两个飞行器的空间光通信终端，其中高轨道（GEO）空间光通信终端载于欧洲航天局的*****同步卫星上，低轨道（LEO）空间光通信终端载于法国的地球观测卫星Spot-4上。该系统于2001年11月21日顺利建立了光通信链路，完成50Mbps的光通信试验。
dcdc电路 取得空间实验成功的另一个系统是日本邮政省通信实验室(CRL)研制的LCE系统，于1995年取得了星地激光链接的成功。
随着空间激光通信涉及的关键技术的解决，空间激光通信技术与系统的日趋完善，系统实验已经全面进入星载实验阶段，空间激光通信应用范围越来越大，卫星工程技术研究也进一步深化。目前，空间激光通信的主要发展趋势是：
1、原理性实验系统向建立工程实用的系统转化；
2、展更高传输速率系统；
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3、向小型化及轻量化发展；
4、实现星间组网。
国外卫星激光通信系统
具体关键技术最新进展
激光通信系统构成大致可分为以下几个部分,激光器、探测器、高速调制和解调、高速电系统单元、高精度的APT组成、高质量的光系统和天线、高稳定的机械结构等。下面对激光器技术、APT技术、调制与接收技术、振动抑制技术目前发展情况予以简单的介绍。 1、激光器技术
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用于建立激光链路的光源，一直是激光通信的关键技术之一，由于受到光传输介质及探测器的影响，对激光波长的研究主要集中在800nm、1000nm及1550nm三个波段，除去激光通信第一代气体激光器，其后用于星上的激光器研究主要集中在与以上三种波长对应的半导体激光器、固体激光器和光纤激光器。
（1）半导体激光器 半导体激光器是以半导体材料作为激光工作物质的激光器。它的优点在于超小的外形体积、极高的转换效率、结构简单等。在已进行的星间、星-地试验中几乎都采用半导体激光器。但半导体激光器相比较与别的激光器，缺点是发射光功率较小、波长稳定性差、线宽较宽、调制速度较低。相对于别的缺点，发射功率是它最大的缺点，SILEX系统中，信标光使用了19只半导体激光器，STRV-2系统不管是信标还是信号都使用了多只激光器。多只激光器复合会带来别的问题。针对于发射功率限制，一种被称为主控振荡功率放大(MOPA)的半导体器件被采用。根据所公布资料中MOPA的参数可以看出，半导体激光器功率小的问题已获得初步解决，只要MOPA的功率环境能满足空间环境的要求，半导体激光器会被更广泛的应用于星间和星地激光链接。
（2）固体激光器 固体激光器因其体积大、转换效率低并未被星上应用看好，但随着探测灵敏度对调制方式选择，固体激光器波长稳定性好、发射功率可以做得很大的优点受到重视。特别是Nd:YAG固体激光器，比较适合空间应用。
Nd:YAG激光器优异的性能使其可采用各种调制方式，虽然1064nm的波长落在APD的高增益区外，但基于PSK调制、直接采用光零差解调的检测方式，可使探测器灵敏度大幅提高，几乎等于量子极限∽9光子/比特。据资料报道，Nd:YAG激光器的在保证性能的情况下，已通过各种空间环境试验，满足空间飞行条件。
长期以来，Nd:YAG激光器的电光转换效率是它的一个突出缺点，现在这一情况已经部分得到改善，通过采用性能比较好的半导体激光二极管作为泵浦光源，可以提高Nd:YAG激光器的电光转换效率，使其达到较高的程度。
（3）光纤激光器 光纤通信技术到目前为止，已经是一项非常成熟的技术，不管是体积、转换效率、光束质量、发射功率、谱线宽度、波长稳定性还是调制速率，都可以通过对陆上已有的器件经过比较简单的技术加工而使其满足星上应用。在接收端已经存在的低噪前置光纤放大器，也可以满足接收端对灵敏度的要求。
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目前光纤激光器用于星上最大的问题是空间光到光纤的耦合问题。耦合问题包括耦合效率问题和耦合头的污染问题。目前已有1550nm的星间激光通信系统正在研究，如果耦合效率问题和耦合头的污染问题能很好的得到解决，光纤激光器及光纤前置放大器能满足空间环境要求，采用1550nm的光纤无线高速星间、星地通信系统的链路建立应该没有多大问题。
2、捕获、瞄准、跟踪技术
所有的星间、星地激光通信系统，都将APT技术列为关键技术之一，在茫茫太空，以μrad量级的发散角度，在两个相对高速运动的终端之间建立通信链路，能正确的捕获、瞄准、跟踪变成了能进行通信的前提。APT技术在理论上没有多大问题，但由于APT系统所采用的传感器的不同造成了APT系统之间的差异。
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