AI+自适应光学,推动星地通信迈入“预测校正”新时代
文章出处:上海兮锘光学有限公司 创作:飞秒超快激光器,自适应光学,超快激光传输系统 发布时间:2026-01-16
在卫星互联网、深空探测等前沿领域,自由空间光通信凭借其超大带宽、高保密性等优势,被视为下一代通信的基石。然而,光信号穿越变幻莫测的大气层时,会像透过晃动的火焰看景物一样,被湍流严重扭曲、闪烁,这始终是制约其稳定性的核心瓶颈。
作为全球自适应光学(AO)领域的重要参与者,Bertin ALPAO 正通过AI与自适应光学的深度融合,破解这一行业难题 —— 近期,其联合马赛天体物理实验室(LAM)开展的博士科研项目,以机器学习(Machine Learning)赋能自适应光学系统,为自由空间光通信带来重要技术突破。兮锘光学作为Bertin ALPAO中国官方代理,特此为您揭秘这项技术创新背后的核心力量。
一、星地通信的终极挑战:与“流动的大气”赛跑
自由空间光通信的性能,很大程度上是在与动态大气的赛跑。尤其面对高速运动的低轨卫星时,三大效应让传统校正技术力不从心:
视风效应:卫星与地面的高速相对运动,使得大气湍流在光路上如疾风般“掠过”,畸变模式瞬息万变,要求校正系统具备毫秒级的响应与预测能力。
湍流层穿越:卫星划过天空,信号将依次穿越不同强度的湍流区域,像差动态波动,固定参数的校正算法难以全局优化。
低仰角闪烁:卫星处于地平线附近时,信号路径最长,穿过的大气最厚,导致光强剧烈闪烁,严重时可致通信中断。
应对这些挑战,自适应光学技术是公认的解决方案。Bertin ALPAO的高性能可变形镜,能实时重塑光波波前,已在法国FrOGS 等顶级光学地面站中成功应用,验证了其卓越的校正能力与工程可靠性。
二、AI 赋能,从 “被动校正” 到 “主动预判”
传统自适应光学是一种“测量-响应”的被动模式。为了突破性能天花板,Bertin ALPAO 联合马赛天体物理实验室(LAM)开启了前瞻性探索:为自适应光学系统注入AI的学习与预测能力。
· 核心逻辑:将强化学习(Reinforcement Learning, RL)与预测控制(Predictive Control)相结合,让自适应光学系统不仅能实时修正已发生的大气畸变,还能通过分析历史数据,主动学习大气湍流的演变规律,预判未来短时间内的大气变化趋势,提前施加校正策略;

自适应光学
· 技术优势:相比传统物理建模方法,AI算法能更好地适配复杂多变的大气环境,即使面对传感器与变形镜的对准偏差,也能保持系统鲁棒性,显著提升极端场景下的信号稳定性;
· 研发进展:目前项目已完成理论建模与仿真分析,成功发表会议论文,计划2026年在 FrOGS 光学地面站开展实地测试,验证技术落地可行性。
这一创新并非空中楼阁 ——Bertin ALPAO 的自适应光学产品早已具备强大的工程化基础:其可变形反射镜(Deformable Mirrors)可实现纳米级精度的镜面调控,搭配高性能实时控制器(RTC),能快速响应大气畸变;而 AI 算法的融入,更是让这套 “光学校正系统” 拥有了 “智慧大脑”,成为自由空间光通信的性能提升器。
三、不止于星地通信:Bertin ALPAO 的全场景赋能
Bertin ALPAO 的技术影响力远不止于星地通信。其高精度、高可靠性的自适应光学解决方案,已成为多个尖端领域的 “标准配置”:
天文观测:助力大型望远镜穿透大气湍流,获取接近空间分辨率的清晰图像,极大提升观测效率。
生命科学成像:用于共聚焦、双光子等高端显微系统,校正生物样品带来的像差,实现活体深组织的高分辨率观测。
工业激光:在激光加工、光刻系统中校正系统像差,确保加工精度与光束质量达到极致。
国防与安全:提升激光雷达、光电跟踪系统在复杂大气环境下的探测性能与成像清晰度。
从探索宇宙边缘,到洞察生命微观,从塑造工业精度,到保障国家安全,Bertin ALPAO 始终站在校正“光畸变”、释放“光潜能” 的技术最前沿。
四、携手兮锘光学,让前沿技术在中国落地生花
作为Bertin ALPAO在中国的官方代理,兮锘光学致力于将全球领先的自适应光学技术体系完整引入国内,为航天通信、天文观测、高端制造与生命科学等前沿领域提供核心动力。
我们提供从可变形镜、波前传感器、实时控制器到完整AO系统的全系列产品与解决方案。同时,依托专业的本土技术团队,为客户提供从产品选型、系统集成到技术调试的定制化解决方案,搭配专业产品培训、售后维护与技术咨询服务,全方位保障设备稳定运行,助力国内客户高效应用前沿技术破解光学传输难题。
如需获取详细技术资料、探讨应用场景或预约产品演示,欢迎联系我们。