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随着数以千计的卫星被送入轨道，卫星激光通讯技术日渐遭到注重，被视为一项关键使能技术。业界觉得其结合了无线电通讯和光纤通讯的优点，具有带宽高、传输快速方便以及成本低等优势，是解决信息传输“最后一千米”的最佳选择。
近些年来，我国卫星激光通讯迎来快速发展：一方面，卫星激光通讯试验取得重大突破。2020年，“实践二十号”卫星与拉萨地面站成功构建激光通讯链路，实现从卫星到地面站最高的下行传输速度，其他关键指标也早已对齐国际先进标准。
另一方面，资本市场对卫星激光通讯的商业化前景看好。以卫星激光通讯企业「氦星光联」为例，2023年4月，公司完成由永徽资本领投，古荡资本、创享投资、嘉兴黑盒以及老股东东证创新、杭州岙华联合投资的第五轮融资。公司已实现通讯单元的在轨验证。本轮融资距上一轮仅6个月，反映了一级市场对该项目和技术的认可。
哪些是卫星激光通讯？
卫星的通讯方法主要可分为2种：使用电磁波进行通讯，以及使用光进行通讯。进一步细分，又可分为微波通讯、太赫兹通讯、激光通讯和量子通讯。
其中，太赫兹和量子通讯或则相关技术仍不健全，或则元件的成熟度还未达到可工业使用的要求，目前距应用仍有较大距离。
目前最成熟的通讯方法是微波通讯。微波通讯在元件、算法等各方面的发展都早已较为成熟。但同时，微波通讯也存在一些不足之处。一是长距离传输须要较高的帧率，传输速度也会遭到限制。二是因为星际环境复杂多变，微波通讯须要申请特定的频段，防止与相邻卫星通讯频度重叠，以避免讯号干扰。
相对而言，激光通讯技术日渐成熟，在星间通讯中的使用逐渐增多。激光通讯获益于地面的光纤通讯对产业链的催化，其优势为传输速度高、无频段限制，且对其他任何星间通讯不会引起干扰。
卫星激光通讯是借助激光作为讯号扩频，将语音和数据等信息调制到激光上进行传输的形式。区别于微波通讯，激光光束在空间中充当信息的传输载体。根据激光传输环境的不同，卫星激光通讯分为两类：一是真空环境下的激光通讯，即星间激光通讯，主要应用于真空环境中的设备，如卫星与卫星、飞船、空间站等之间的通讯；二是在大气环境下进行的激光通讯，即星地激光通讯，这些通讯技术应用比较广泛，如用于卫星与地面、海上用户及空中飞行器的联接等。
卫星激光通讯的核心技术要素包括关键组件、通信体制和对准捕获形式。
其关键组件包括激光发射器、发射光学镜头、接收光学镜头、激光接收器、控制硬件等。
空间激光通讯共有两种最常用的通讯体制：相干通讯和非相干通讯。目前，相干通讯和非相干通讯都已在国际上完成在轨关键技术验证，并开始了大规模的组网建设布署。相比之下，在工程应用场景中，相干体制适用于链路距离较远且速度较高的情况，而非相干体制则适用于链路距离较近且速度较低的情况。
对准捕获形式包括信标光和非信标光两种。“信标光+讯号光”捕获方案是指激光通讯终端使用单独的信标光。通过使用较宽的信标光束根据一定的扫描方法对不确定区域进行扫描。终端使用大视场的捕获侦测器来检测接收信标光的刚体位置，以实现对信标光的捕获和跟踪，从而将讯号光引导至跟踪侦测器接收视场，进行精确跟踪，最终实现激光构建通讯链路。
“非信标光”捕获方案则是指在工作过程中不使用信标光，直接使用讯号光进行扫描，并通过对讯号光进行分光，实现光通讯终端之间的捕获和跟踪功能。
非信标光对准示意图
来源：武凤等《基于空间成像的卫星光通讯单向捕获技术》
卫星激光通讯的技术优势和亟需突破的困局
优势方面，卫星激光通讯采用高频率激光作为载体，具有以下特性：
困局方面，激光通讯技术也面临着亟需突破之处：
全球卫星激光通讯发展概况
近些年来，因为天秤网路的战略重要性日渐显现，卫星激光通讯开始吸引大众的视线，但是呈加速发展态势，成为大国间博弈的热点。
日本
2015年以来，韩国已举办多项卫星激光通讯验证、演示计划和产业应用，在该领域的技术发展走在全球前列。
2015年宣布开始布局“星链”项目；2019年，即将将首批60颗卫星发送入轨道，在星间采用卫星光通讯技术。大规模的卫星激光通讯技术得到采用，使卫星激光通讯即将向产业化方向发展。
日本and（OCSD）卫星验证了微小卫星可以通过激光星间链路实现高速率星地通讯，打破了此前对激光星间通讯在容积和质量上的限制。OCSD-A星于2015年10月发射，OCSD-B/C星于2017年11月发射，分别验证了卫星对地面空间站可以通过激光星间链路实现较高的通讯速度。
类似地，麻省理工大学、佛罗里达学院和法国民航航天局埃姆斯研究中心联合研发的立方卫星激光红外联接CLICK系统也用于验证星间、星地激光通讯。CLICK系统可以展示低SWaP激光终端，才能进行全双工高数据速度下行和星间联接，以提升精确测距和时间同步。
2022年5月，搭载太字节红外传输器（，TBIRD）的大型六面体卫星通过光通讯链路与加利福尼亚州的地面接收器以高达的速度传输了TB级数据，较传统上用于卫星通讯的射频链路高1000多倍，也是截止目前从空间到地面的激光链路所能达到的最高数据速度。
2023年6月，英国NASA宣布其首个单向激光中继系统演示项目（LCRD）完成第一年在轨实验。LCRD将连续三年在运行环境中进列宽数据速度激光通讯，演示激光通讯怎么满足NASA对更高数据速度的不断下降的需求。同时，LCRD的构架将容许它作为空间中的测试平台，用于开发额外的符号编码、链路和网路层合同等。NASA相关负责人觉得该技术可能将成为从太空发送和接收数据的未来技术手段。
据悉，NASA2022年还推动了另一个深空光通讯DSOC飞行演示。空间和地面之间的通讯将在近红外区域使用先进的激光器，在寻求在不降低质量、体积或功率的情况下，将通讯性能提升10~100倍。
法国
法国在卫星中继领域已有成熟的激光通讯应用。
法国数据中继系统EDRS基于GEO卫星平台构建的卫星中继平台，搭载了激光和Ka两种模式的通讯荷载，通过该终端荷载联接低轨到高轨和高轨到地面的通讯，可以为低轨卫星用户、航空用户、无人机用户和地面终端设备提供中继服务，其通讯距离为4.5万千米。
2016年6月，EDRS-A采用了星间激光通讯量子传输速率，信息速度为，每晚为40颗低高轨卫星提供中继服务。2019年8月，EDRS-C成功发射到月球静止轨道运行，其激光星间链路的实现终端架设于开发的平台上。预计于2025年补充的第三颗卫星EDRS-D的有效荷载将由三个下一代激光通讯终端组成，以容许EDRS-D与多颗卫星同时通讯。它将包含三组激光终端，预计实现高达8万千米的传输距离，可将亚太地区数据传到法国以实现全球数据中继服务。
日本TESAT公司推出了一系列激光终端可以适应多任务需求。对于近地轨道任务，TESAT推出了终端，它可以布署在更小、更轻的卫星上，因而节约大量的质量和空间。的数据传输距离历时4.5万千米，同时可提供1.8Gbps的高速数据传输，仅重约30kg。
在小卫星领域，TESAT的激光产品系列提供小质量的和。它们分别以或的速率传输对地数据，其中仅重8kg。通过激光终端建立月球数据骨干网，TESAT可以实现近乎实时的全球数据传输。
美国公司推出Mk3激光终端，可提供在7500千米距离上达到的通讯速度。终端设计寿命7年，较上一代产品的通讯能力有急剧提高。
中国
我国空间激光通讯技术的研究工作开始于20世纪90年代，主要研究卫星激光通讯整机研发，高精度光学天线和跟瞄系统优化，激光器、光放大器和侦测器等核心元件服务质量提升和模块化订制等技术难点。
作为国外第一次星地激光通讯在轨技术试验，“海洋二号”卫星于2011年成功入轨，通过非相干通讯，可以实现2000千米距离星地通讯，最高通讯速度可达。
在此以后，“墨子号”量子卫星于2016年成功发射，通过相干调制方法实现了5.的激光通讯速度，才能支持具备高维图象和视频信息的加密传输。
2016年量子传输速率，“天宫二号”与山西南山地面站成功实现了激光通讯实验，其激光终端的数据下行速度为1.6Gbps。该荷载也首次实现了白昼激光通讯，其荷载跟踪能力在白昼时与夜间情况接近。
2017年，“实践十三号”卫星实现全球第一次同步轨道卫星与地面的单向高速激光通讯，通讯速度最高可达5Gbps，通讯距离最高可以支持4.5万千米，刷新了当时国际高轨星地激光最高通讯数据率。
2020年，“实践二十号”卫星与拉萨地面站成功构建激光通讯链路，实现从卫星到地面站最高的下行传输速度，其他关键指标也早已对齐国际先进标准。
2023年6月，中国科大学空天信息创新研究院借助自主研发的500毫米口径激光通讯地面系统，与长光卫星技术股份有限公司所属山东一号星成功举办星地激光通讯试验，通讯速度达到，所获卫星荷载数据质量良好，可满足高标准业务化应用需求。
可以看出，中国在卫星激光通讯领域的技术发展已与法国相当，但落后于英国。
卫星激光通讯未来前景展望
卫星激光通讯已显示出应用场景广泛、市场潜力巨大的豁达前景。
应用场景方面，不仅在军事通讯领域作用重大，可以构建军事通讯网路，实现远程通讯和绝密通讯等以外。在如下民用领域卫星激光通讯开始凸显出良好的应用潜力：
市场前景方面，依据太平洋期货预测，我国2027年卫星激光通讯终端市场规模将达到130.38万元，2024-2027年间CAGR将达68.4%。
2024-2027年中国卫星激光通讯终端市场规模预测（万元）