孫建鋒在實(shí)驗(yàn)室 鄭瑩瑩 攝

從2002年讀博士開始算，40歲的中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員孫建鋒與激光通信已經(jīng)打了16年的交道。

2016年8月，世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”發(fā)射升空。孫建鋒提出的基于DPSK調(diào)制/自由空間自差動(dòng)零差相干探測(cè)的通信體制，掃除了“墨子號(hào)”星地激光通信技術(shù)中的最大障礙，把大容量的數(shù)據(jù)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(shí)驗(yàn)室 鄭瑩瑩 攝

孫建鋒所在的團(tuán)隊(duì)是中國(guó)第一個(gè)做空間相干激光通信的實(shí)驗(yàn)室，“‘墨子號(hào)’之前，大部分科研團(tuán)隊(duì)不是做相干激光通信，很多人也質(zhì)疑，覺得這一技術(shù)太過復(fù)雜；但之后，大部分團(tuán)隊(duì)都轉(zhuǎn)到相干激光通信領(lǐng)域。”

作為中科院空間激光信息傳輸與探測(cè)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，孫建鋒這些年的工作伴隨著中國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展不斷深入。

孫建鋒在中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所讀博士那會(huì)兒，中國(guó)國(guó)內(nèi)的激光通信剛起步，他做的是仿真設(shè)備。當(dāng)時(shí)激光通信設(shè)備本身很難做，但他要解決一件更難的事——檢驗(yàn)激光通信設(shè)備好不好用，當(dāng)時(shí)沒有評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，要從頭做起。

要檢驗(yàn)這些激光通信設(shè)備，孫建鋒說，難在如何仿真衛(wèi)星在太空中的空間環(huán)境，具體難點(diǎn)主要有二：一是遠(yuǎn)，衛(wèi)星距離地球有上萬(wàn)公里，難以知道光打過去是什么樣子。二是快，衛(wèi)星在高速運(yùn)動(dòng)，如何在地面仿真這種情況下的通信，頗具難度。

在導(dǎo)師的帶領(lǐng)下，他所在的課題組成功完成了這個(gè)仿真設(shè)備。這是他第一階段做的事。等到2005年孫建鋒博士畢業(yè)時(shí)，中國(guó)國(guó)內(nèi)在激光通信方面已有一定進(jìn)展。孫建鋒回憶，當(dāng)時(shí)他開始做在中國(guó)國(guó)內(nèi)比較超前的相干激光通信技術(shù)，而那時(shí)國(guó)內(nèi)的通信技術(shù)主要還是直接探測(cè)類型的。

他解釋，相干技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：靈敏度高、可以正對(duì)著太陽(yáng)工作，適用于長(zhǎng)距離、高速的任務(wù)。2009年，其團(tuán)隊(duì)在中國(guó)國(guó)內(nèi)第一次驗(yàn)證了相干激光通信技術(shù)的可行性。

在完成空間相干激光通信和相關(guān)地面檢測(cè)驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)的基礎(chǔ)上，2012年，上海光學(xué)精密機(jī)械研究所在中國(guó)科學(xué)院支持下開展量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星高速相干激光通信試驗(yàn)任務(wù)研究。2013年，孫建鋒被任命為中國(guó)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)部署項(xiàng)目“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星高速相干激光通信試驗(yàn)任務(wù)”地面系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師，擔(dān)負(fù)起了中國(guó)首次星地在軌高速相干激光通信試驗(yàn)任務(wù)研究工作。

經(jīng)過十幾年，中國(guó)在激光通信領(lǐng)域，盡管應(yīng)用上跟國(guó)際水平還有差距，但從“入門”到小有成績(jī)，發(fā)展很快，相關(guān)指標(biāo)已達(dá)國(guó)際領(lǐng)先。

這兩年中國(guó)激光通信行業(yè)市場(chǎng)更是呈現(xiàn)井噴式發(fā)展。孫建鋒說，他剛開始做博士的時(shí)候，項(xiàng)目相對(duì)比較少，整個(gè)科研進(jìn)程比較慢，有可能幾年做一個(gè)事情；現(xiàn)在節(jié)奏非常快，國(guó)家投入也多，一個(gè)領(lǐng)域有很多團(tuán)隊(duì)在做，面臨的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈。

未來，他的團(tuán)隊(duì)想開拓激光通信的新領(lǐng)域，“現(xiàn)在所有通信是近地球空間的，還沒超出地球引力范圍，將來想做超出地球引力范圍外的星際激光通信。”