青年科学家孙建锋:激光通信16载 志在“地球引力以外”

中新网上海11月22日电 题:青年科学家孙建锋:激光通信16载 志在“地球引力以外”

作者 郑莹莹

从2002年读博士开始算,40岁的中国科学院上海光学精密机械研究所研究员孙建锋与激光通信已经打了16年的交道。

2016年8月,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。孙建锋提出的基于DPSK调制/自由空间自差动零差相干探测的通信体制,扫除了“墨子号”星地激光通信技术中的最大障碍,把大容量的数据快速传到地面,搭建一条从太空到地球的信息高速公路。

孙建锋所在的团队是中国第一个做空间相干激光通信的实验室,“‘墨子号’之前,大部分科研团队不是做相干激光通信,很多人也质疑,觉得这一技术太过复杂;但之后,大部分团队都转到相干激光通信领域。”

作为中科院空间激光信息传输与探测国防科技重点实验室副主任,孙建锋这些年的工作伴随着中国在这个领域的发展不断深入。

孙建锋在中国科学院上海光学精密机械研究所读博士那会儿,中国国内的激光通信刚起步,他做的是仿真设备。当时激光通信设备本身很难做,但他要解决一件更难的事——检验激光通信设备好不好用,当时没有评判标准,要从头做起。

要检验这些激光通信设备,孙建锋说,难在如何仿真卫星在太空中的空间环境,具体难点主要有二:一是远,卫星距离地球有上万公里,难以知道光打过去是什么样子。二是快,卫星在高速运动,如何在地面仿真这种情况下的通信,颇具难度。

在导师的带领下,他所在的课题组成功完成了这个仿真设备。这是他第一阶段做的事。等到2005年孙建锋博士毕业时,中国国内在激光通信方面已有一定进展。孙建锋回忆,当时他开始做在中国国内比较超前的相干激光通信技术,而那时国内的通信技术主要还是直接探测类型的。

他解释,相干技术的优点是:灵敏度高、可以正对着太阳工作,适用于长距离、高速的任务。2009年,其团队在中国国内第一次验证了相干激光通信技术的可行性。

在完成空间相干激光通信和相关地面检测验证关键技术攻关的基础上,2012年,上海光学精密机械研究所在中国科学院支持下开展量子科学实验卫星高速相干激光通信试验任务研究。2013年,孙建锋被任命为中国科学院实验室重点部署项目“量子科学实验卫星高速相干激光通信试验任务”地面系统主任设计师,担负起了中国首次星地在轨高速相干激光通信试验任务研究工作。

经过十几年,中国在激光通信领域,尽管应用上跟国际水平还有差距,但从“入门”到小有成绩,发展很快,相关指标已达国际领先。

这两年中国激光通信行业市场更是呈现井喷式发展。孙建锋说,他刚开始做博士的时候,项目相对比较少,整个科研进程比较慢,有可能几年做一个事情;现在节奏非常快,国家投入也多,一个领域有很多团队在做,面临的行业竞争相当激烈。

未来,他的团队想开拓激光通信的新领域,“现在所有通信是近地球空间的,还没超出地球引力范围,将来想做超出地球引力范围外的星际激光通信。”(完)

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