当激光最初发明时，每个人都认为他们和玻色-爱因斯坦冷凝态一样酷，但是没有人知道如何处理那些能产生高度聚焦光束的装置。
激光束今天，激光已成为世界上最重要的技术之一，用于从信息技术到电信、医药、消费电子、执法、军事装备、娱乐和制造等行业。
从激光发展的最初阶段起，研究人员就意识到，激光在信息速度和密度方面可以优于无线电。它归结为激光的物理特性，激光波长的包络比声波紧密得多，每秒传输更多的信息，并且具有更强的信号。激光通信一旦实现，将极大地提升信息的传输速度。
从某种意义上说，激光在通信中已经使用多年了。我们每天都通过激光传输信息，无论是通过读取CD和DVD、在收银台扫描条形码，还是固定电话或互联网服务的光纤主干线。现在，一种更直接的方法即将出现，这种方法将允许高吞吐量的点对点通信（通过空中或太空在很长的距离上进行，数据丢失很少）。
激光通信已经有一段时间了。早在年，美国宇航局就萌生了使用激光进行飞机通信的想法。这个想法是先把飞行员的声音转换成电脉冲，然后转换成光束；地面上的接收器将逆转这个过程。年10月，美国宇航局（NASA）实现并远远超出了这一愿景，当时绕月飞行的飞行器通过脉冲激光束向地球站发送数据，在，公里距离，传输速度是闻所未闻的每秒兆比特（Mbps）的下载速率。相比之下，常规的远距离通信的下载速度只有几十兆。
在其大部分历史中，美国宇航局一直从事太空的探索任务，但受到拨号下载速度等值的阻碍，航天器传输信息大大受到制约，实现不了高质量的视频信息传输。随着激光通信，该机构正在进入高速时代，为未来的太空漫游者提供高质量视频传输等应用打开了大门。
美国宇航局并非孤军奋战。密码学家和安全专家将激光视为一种紧凑的、近乎即时的传输系统，而华尔街的新一代高频交易者愿意为任何能缩短交易时间毫秒的连接支付大笔费用。计算机制造商也在研究可能的激光应用，他们已经接近了铜和硅所能达到的极限。
我们知道速度决定一切，光速是宇宙的速度极限时，激光必然是答案——如果可以使这项技术切实可行。
下一个最好的事情在那里
通信技术的目标是快速、完整、准确地传递信息。如果你曾经在一个喧嚣的餐厅就餐，那么你知道一堵噪音墙所能包含的信息是多么少；如果你曾经玩过网络游戏，那么您会体验到中继不佳时如何扫兴。
从历史上看，远距离通信使这些困难成倍增加。通过鼓声、篝火、烟雾、旗帜或灯光传播，首先需要翻译成一个必要的简单代码。电报电缆和莫尔斯电码使复杂的传输成为可能，但代价高昂，再次强化了简洁的优点。
电报机现代电子通信需要一种发送设备，可以将任何数据编码为可传输形式，以及一个能够区分消息（信号）及其周围线路静态（噪声）的接收器。信息理论是美国工程师克劳德·香农于年开创的一个数学模型，它提供了最终解决这个问题的框架，使手机、互联网和调制解调器等技术成为可能。
原则上，激光通信系统类似于自互联网兴起以来我们在家庭中使用的调制解调器。调制解调器代表“MODulation-DEModulation”，它是将数字信息转换为模拟信号以进行传输，然后再次返回的过程。早期的声学调制解调器使用声波在电话线上进行传输。光调制解调器从声音移动到频谱的高频部分，即光。
这不是一个完全新颖的概念。具有光学音频的视听设备，例如许多DVD播放器，使用一种称为传输模块的调制解调器样设备将数字信号转换为LED或激光，然后这些信号沿着光缆传输到目的地组件，例如电视或音频接收器。在那里，光接收模块将光转换回适合扬声器或耳机的数字电信号。
由麻省理工学院的林肯实验室开发的美国宇航局概念验证月球激光通信演示（LLCD）使用了类似的系统，但放弃了光纤，而是通过空中和太空进行激光传输（又称为自由空间光通信或FSO））。LLCD使用三个组件：
调制解调器模块（MM）光学模块（OM），它通过10厘米望远镜发送和接收调制的激光束控制器电子模块（CE），将前两个模块捆绑在一起。CE还将LLCD与轨道器，NASA的月球大气和尘埃环境资源管理器（LADEE）联系起来，并执行重要任务，例如排序，稳定以及中继命令和遥测等。随着实验的成功，激光通信的未来变得更加光明，但是在航天局之外还有这样的技术市场吗？当然有。
激光通信应用：从太空到华尔街
激光通信可能是太空探索的福音，但更多的民用化将决定其作为商业技术的命运。
例如，华尔街新兴的高速交易员，他们利用定量分析的能力、高级宽带的速度和多元化的微交易，一次赚取一分钱的收入。对于一个建立在机器人交易者之上的企业，根据一套规则进行毫秒交易的计算机算法，传输时间就是金钱，激光通信将成为证券交易场所的宠儿。
为了从每笔交易中获取最大收益，像“SpreadNetworks”这样的公司投资了最好的光纤，从连接芝加哥、纽约、伦敦和东京等贸易中心的数据软管中切除了每一个扭结和曲线（每增加1.6公里，数据往返行程大约增加8微秒）。当这还不够快时，诸如麦凯兄弟（McKayBrothers）和Tradeworx之类的其他组织则抛弃了光纤，转而支持通过空中发射的微波。尽管在功率和速度方面仅比无线电高出一步，但微波在空中传播的速度比光通过光纤的传播速度快。
激光可能会以最快的速度发布；穿过空气的光速几乎与真空一样快，可以大约3.9毫秒（往返7.8毫秒）穿越公里的纽约和芝加哥，新的光纤系统为13.0-14.5毫秒，微波发射机为8.5-9.0毫秒。
在安全领域，激光和其他光通信系统提供了更安全的通信，以及窃听它们的手段。量子密码学利用了量子物理学的一个特性，即在不改变光子加密密钥的情况下，第三方无法检测光子加密密钥的量子状态。年秋天，维也纳的研究人员开始试验量子互联网，部分基于这一原理。不幸的是，激光也被用来以非量子方式拦截和欺骗此类信号，从而规避了检测。量子加密公司正在努力解决这个问题。
实际上，大气中激光通信的主要缺点与雨水，雾气或污染物的干扰有关，但是鉴于该技术的优势，这些问题不太可能阻止该技术的向前发展。
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