青年科學家孫建鋒：激光通信16載 志在「地球引力以外」

從2002年讀博士開始算，40歲的中國科學院上海光學精密機械研究所研究員孫建鋒與激光通信已經打了16年的交道。

2016年8月，世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」發射升空。孫建鋒提出的基於DPSK調製/自由空間自差動零差相干探測的通信體制，掃除了「墨子號」星地激光通信技術中的最大障礙，把大容量的數據快速傳到地面，搭建一條從太空到地球的信息高速公路。

孫建鋒在實驗室

孫建鋒所在的團隊是中國第一個做空間相干激光通信的實驗室，「『墨子號』之前，大部分科研團隊不是做相干激光通信，很多人也質疑，覺得這一技術太過複雜；但之後，大部分團隊都轉到相干激光通信領域。」

作為中科院空間激光信息傳輸與探測國防科技重點實驗室副主任，孫建鋒這些年的工作伴隨著中國在這個領域的發展不斷深入。

孫建鋒在中國科學院上海光學精密機械研究所讀博士那會兒，中國國內的激光通信剛起步，他做的是模擬設備。當時激光通信設備本身很難做，但他要解決一件更難的事——檢驗激光通信設備好不好用，當時沒有評判標準，要從頭做起。

要檢驗這些激光通信設備，孫建鋒說，難在如何模擬衛星在太空中的空間環境，具體難點主要有二：一是遠，衛星距離地球有上萬公里，難以知道光打過去是什麼樣子。二是快，衛星在高速運動，如何在地面模擬這種情況下的通信，頗具難度。

在導師的帶領下，他所在的課題組成功完成了這個模擬設備。這是他第一階段做的事。等到2005年孫建鋒博士畢業時，中國國內在激光通信方面已有一定進展。孫建鋒回憶，當時他開始做在中國國內比較超前的相干激光通信技術，而那時國內的通信技術主要還是直接探測類型的。

他解釋，相干技術的優點是：靈敏度高、可以正對著太陽工作，適用於長距離、高速的任務。2009年，其團隊在中國國內第一次驗證了相干激光通信技術的可行性。

在完成空間相干激光通信和相關地面檢測驗證關鍵技術攻關的基礎上，2012年，上海光學精密機械研究所在中國科學院支持下開展量子科學實驗衛星高速相干激光通信試驗任務研究。2013年，孫建鋒被任命為中國科學院實驗室重點部署項目「量子科學實驗衛星高速相干激光通信試驗任務」地面系統主任設計師，擔負起了中國首次星地在軌高速相干激光通信試驗任務研究工作。

經過十幾年，中國在激光通信領域，儘管應用上跟國際水平還有差距，但從「入門」到小有成績，發展很快，相關指標已達國際領先。

這兩年中國激光通信行業市場更是呈現井噴式發展。孫建鋒說，他剛開始做博士的時候，項目相對比較少，整個科研進程比較慢，有可能幾年做一個事情；現在節奏非常快，國家投入也多，一個領域有很多團隊在做，面臨的行業競爭相當激烈。

未來，他的團隊想開拓激光通信的新領域，「現在所有通信是近地球空間的，還沒超出地球引力範圍，將來想做超出地球引力範圍外的星際激光通信。」

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