美国宇航局/W. 赫里比克
美国国家航空航天局 (NASA) 正在开发一款首款采用光技术的调制解调器，以帮助实现航天器和地面站之间的通信速度大幅加快。
该设备计划于 2020 年在国际空间站上进行测试，是 NASA 更广泛项目的一部分，该项目名为“激光通信中继演示（LCRD）。 航天局表示，这种激光系统可以极大地革新当今的射频 (RF) 通信，数据传输速度将比目前快 10 到 100 倍。
这并不是美国宇航局第一次尝试用激光通信代替无线电信号。 2013 年，该机构凭借其在月球轨道上的下载和上传速度分别达到了 622 兆比特每秒 (Mbps) 和 20 Mbps，创下了破纪录的纪录。月球大气和尘埃环境探测器（拉迪）。
然而，LCRD 项目旨在成为定于 2019 年开始的初步测试完成后持续运行的系统的基础。 新型集成光子调制解调器将帮助美国宇航局展示其激光通信装置的可行性。
被称为 ILLUMA（集成 LCRD LEO（低地球轨道）用户调制解调器和放大器）的微型设备将与手机大小相当，这要归功于 NASA 将许多功能压缩到单个微芯片上。 这意味着它将比当今航天器中使用的光纤接收器小几倍。
“集成光子学就像集成电路，只不过它们使用光而不是电子来执行各种光学功能，”唐·康威尔说美国宇航局高级通信与导航部门主任。 “这项技术将使 NASA 的所有类型的任务成为可能，而不仅仅是 LCRD 上的光通信。”
光子电路并不新鲜，但改进技术不会在其他组件中造成速度瓶颈事实证明，这对科学家来说是一个持续的挑战。 但如果美国宇航局能让它们按预期工作，其好处可能是巨大的，可以提供性能大大提高的更小仪器。 与电子电路一样，它们也可以批量印刷平版印刷地，这意味着它们的生产成本应该很低。
“我们已经推动这件事很长时间了，”ILLUMA 首席开发人员 Mike Krainak 说道来自美国宇航局戈达德太空飞行中心。 “该技术将简化光学系统设计。它将减小光学设备的尺寸和功耗，提高可靠性，同时通过更低成本的系统实现新功能。”
新功能不仅有利于美国宇航局在卫星和地面站之间实现更快的数据传输。 如果成功的话，这种新兴的光子技术可以用于从医学成像和制造到互联网公司使用的数据中心的各个领域。
“很明显，我们利用集成光子电路的战略将导致地球和行星空间通信以及科学仪器的革命，”克雷纳克说。 “我们想要做的是向科学界提供更快的数据交换……谷歌、Facebook，他们都开始关注这项技术。随着集成光子学的发展比光纤更具成本效益，它将一切都朝着这个方向发展。”
