当20世纪60年代,第一台激光器诞生后,将激光应用于通信的想法也在那时浮现出来。世界范围来说,欧洲国家,美国,前苏联等国家都曾经开展过对大气激光通信的研究。大气激光通信实验最早是1962年在美国展开的,通信距离为2。6km[6]。据报道,美国空军曾经以建立空间通信为主要任务执行过一个405B计划。在1980年左右已经完成了飞机对地面的激光通信实验,取得了很大的成功。1990年,美国测试了紫外线光波通信,并且使用在特种战争和低强度战争中的[7]。这种技术很契合当时的战争环境。如果同时也对紫外线光波光束进行特殊处理的话,其传输距离可高达5-10km左右。在战场上往往可以起到关键性作用。同年,美国的Faranti公司也研究出来一种隐蔽式,短距离的激光通信系统[8]。86105
90年代时,由于俄罗斯成功研制出了大功率激光半导体的器件,所以俄罗斯开始了大气激光通信的大众化实验[9]。紧接着还推出了20km左右的半导体激光大气通信系统,在莫斯科等发达城市加以应用和持续研究[10]。目前在俄罗斯很多研究专家对实现半导体激光通信系统在一定范围内能够全天候通信的设想十分坚信,从长远目光来看,这也是一个十分有潜力的发展方向。
欧洲作为空间激光通信技术的领导者。欧洲空间局(ESA)先人一步成功研发并使用了激光通信系统关于卫星之间的,并在1978年展开了高数据空间激光链路研究和探索[11]。其中ESA取得的最大成就是半导体星间激光链路试验装置。这套系统将800nm波段的半导体激光器作为光源,达到了54000km的最大通信距离,通信速率慢慢从低轨星到同步星为50Mb/s,从而同步星到低轨星只有20Mb/s[12]。2006年法国国防部与欧洲进行了机载激光链路技术的演示试验,全球首例地球同步卫星和飞机的激光通信,最终做到了很大程度的有效光隔离,有效地抑制了背景光的影响[13]。
然而,对于我国而言,在大气激光通信这方面的研究起步比较晚,但是能够迅速发现这项技术的未来前景,并且及时投入大量研究。同时在关于这方面的许多成就远远领先于全世界,主要是在大气湍流中的球面波和平面波的理解和研究异常的突出,为全世界做出了巨大贡献。一般情况下这两种波在平时应用中无法发射出激光脉冲。是无法取代当前半导体发射器的位置的。国内现在已经有许多研究机构在对大气激光通信进行研究测试。其中专门研究自适应光学的西南光电所已经建成大型自适应光学探测系统,很成功的优化了大气激光通信的成像质量[14]。后来这项技术被运用到了一些激光武器的研发当中去。西北核能技术研究机构也在慢慢推动激光通信和大气关系的研究。对于大气湍流对激光通信的影响的具体情况,中科院的光机所不仅深入研究这方面的课题,同时多次展开实质性的实验测量。中国科学院光电技术研究所[15]、大气重点光学实验室[16]与自适应光学研究室[17]、中国电子科技研究所中层大气与全球环境探测开放实验室[18]等重点研究单位也在大气激光通信方面做了研究和探索。论文网
2002年,哈工大激光通信研究所就研究成功了国内第一套激光链路模拟实验系统,它的主要用途是:能够模拟激光通信的发射和接收过程,并评定每次的通信指标。这套系统的建立成功标志着我国在全球范围内的激光通信领域拥有了自己的试验平台。最终实现了激光通信技术的实际实验和测试,同时也解决了困扰了众多国内外科学家们关于无法进行试验和测试的问题。
清华大学的激光通信研究所跟中科院合作,携手研制出了国内最好的无线激光通信设备,码率高达10M,300m的有效通信范围[19]。这说明我国已经可以独立研发激光通信设备。