自适应光学助力地球同步轨道星地相干光通信试验

激光通信系统是以激光为信号载体，通过对激光的调制解调来进行信息传输，具有高速、大容量和安全保密的特性，是解决未来大容量数据传输的最优途径之一。长期以来，星地链路存在的大气湍流效应造成信号光束波前畸变、光斑弥散、抖动，影响地面信号光能量接收，特别是使相干激光通信的单模光纤接收尤为困难。在不进行大气湍流抑制的情况下，相干激光通信系统在常规的大气湍流条件下几乎无法工作。为实现高速率、高可靠的星地激光通信，大气湍流干扰问题必须解决。 

自适应光学（Adaptive optics, AO）是一项使用可变形镜面校正因大气抖动造成光波波前发生畸变，从而改进光学系统性能的技术。中国科学院光电技术研究所姜文汉院士于1979年在国内率先开展自适应光学研究，突破了波前校正器(包括变形反射镜和高速倾斜反射镜)、波前传感器、波前处理机和波前控制等关键技术的基础上,研制了一系列自适应光学系统,用于天文望远镜高分辨率成像、ICF波前控制和活体人眼视光学研究等。针对激光通信中大气湍流抑制问题，第八研究室在国内率先开展了激光通信自适应光学技术研究，解决了大气动态波前高精度校正、高效率空间光至单模光纤耦合、同频收发下大气后向散射的波前干扰等技术问题。2012年至今，已完成了多套大口径激光通信自适应光学地面站的研制。 

自适应光学技术为星地相干激光通信提供了良好的解决方案，解决了其星地通信的可靠性问题，使得其适应大气湍流的能力显著增强。从几乎不可用变成夜间全时段和部分白天时段均可连续工作，大大提高了激光通信系统在大气湍流条件下的可用性，下一步团队将向构建单站可全天时工作的激光通信系统而努力。