近日，空天信息大学光子学与光学工程学院张泽团队与南开大学陈志刚团队在国际顶尖光学综述期刊《Photonics Insights》发表题为“Optical Pin Beams: Research Progress and Emerging Applications”的综述文章，系统梳理了由张泽团队原创的锋芒稳态光束（Optical Pin Beam, OPB）的理论机制、核心技术及全球应用进展。该技术于2019年首次由张泽团队提出，历经6年发展已成为全球自由空间光通信（FSO）领域的重要研究方向，曾两次入选美国光学学会OSA《Optics & Photonics News》评选的世界光学年度亮点成果，被国际光学委员会ICO Optics 评价为 “自由空间光通信领域的一次重大技术飞跃”，此次综述的发表标志着这一中国原创技术正式迈入体系化发展阶段。

激光在大气湍流、雨雾等复杂环境中传播时，易受随机扰动引发光束漂移、能量弥散及波前畸变，中等大气湍流条件下激光传输1km平均功率密度便会下降约40%，这一难题长期制约激光在远距离通信、精密探测领域的应用。针对这一世界性瓶颈，张泽团队率先发现横向波矢相消机理，通过精准调控光场空间波矢分布，让光束能量沿传播方向实现鲁棒传输，从根本上构建出具有强抗大气湍流特性的锋芒稳态光场。通俗而言，传统高斯光束在大气中传播如同“散花”，能量易分散、方向易偏移，而锋芒稳态光束则像“穿针引线”，即使在强湍流环境中仍能保持能量集中、低损耗的稳定传输特性，且相比主流的光学解决方案，具备低成本、易实现的技术优势。

此次发表的综述论文中，作者全面梳理了六年来国际学界对锋芒稳态光束的研究与跟研成果，清晰呈现了该技术的全球发展脉络。国际研究者基于锋芒稳态光束基础理论，已衍生出涡旋锋芒光束、倒针锋芒光束、矢量涡旋锋芒光束等多类型新型子光束；在应用验证方面，法国空客、美国DARPA 的 DSRC 委员 Alan Willner 教授团队等均通过实验证实，锋芒稳态光束在湍流环境中的功率损耗和信号劣化程度极低，误码率可达到前向纠错极限，信号眼图表现优异。值得关注的是，锋芒稳态光束的理论及大气传输研究成果还被收录入IOPscience 专业书籍《A Guided Tour of Light Beams》，该书作者David教授在该书的第九章全面介绍了Optical Pin Beam and Turbulence, 给出了非常积极的评价。

图1. 锋芒稳态光束2019-2025年发展关键里程碑时间线（从首次验证到涡旋子光束衍生，再到100Gbps高速激光通信落地的链条式发展脉络

在技术性能与本土应用落地方面，锋芒稳态光束的优势已得到充分验证：实验室及户外试验显示，该光束在强湍流条件下传输1000米，Strehl比相较高斯光束提升2.3倍，峰值信噪比提升1.7倍；在地面通信中，已实现超过7公里的稳定激光通信，各项性能指标全面优于传统高斯光束。同时，张泽团队依托该技术持续实现创新突破，2024 年利用其高稳传输特性完成像素内量子效率的规模化高效率测量，进而实现超采样成像技术落地，推进了该技术在精密标校领域的应用；2025年在自由空间实现100Gbps高速率锋芒稳态激光无线通信，相关成果发表于Nature旗下子刊《Communications Engineering》，标志着该技术正在逐步走向实用。

在星地激光通信这一核心应用场景，空天信息大学联合北京邮电大学、中国科学院光电技术研究所、空天信息创新研究院、西安空间无线电技术研究所、光邮星空等国内优势单位，在云南丽江高美古观测站的1.8米激光通信地面站开展高轨星地激光通信试验，分别于2024年、2025年完成2万公里、4万公里的激光通信验证，成功获取了强大气湍流、白天强背景光等复杂条件下的实际通信效能数据，为我国天地一体化网络建设积累了关键技术储备。上述研究成果得到了国家自然科学基金、山东省重点研发计划、国家重点研发计划等项目的资金资助，构建了“高校+科研院所+航天企业”的产学研用一体化研发体系。

图2. 云南丽江高美古观测站1.8米激光通信地面站（我国高轨星地激光通信核心试验平台，支撑2万/4万公里星地通信验证）

图3. 地面站与卫星建链过程

作为中国原创的光学技术，锋芒稳态光束已在国际上形成广泛的研究影响力，其不仅在大气、水下激光通信领域展现出巨大潜力，还被国际研究小组应用于激光捕获、粒子操控、非线性光学等多个领域。此次《Photonics Insights》综述的发表，不仅是对该技术六年发展的系统总结，更意味着我国在锋芒稳态光束领域的研究成果成为全球行业参考标准，进一步巩固了我国在相关领域的国际领先地位。

未来，空天信息大学将继续联合国内顶尖科研团队与产业单位，持续聚焦锋芒稳态光束的应用关键技术研究，充分发挥原创理论优势，攻克星地激光通信小型化、低成本、高可用等核心难题。团队将以技术创新推动产业落地，助力我国在高轨星地激光通信、卫星互联网、低空经济、6G空天通信等国家重大战略领域形成核心技术竞争力，让中国原创的锋芒稳态光束为我国空天信息技术高质量发展提供坚实支撑，推动我国从激光通信技术强国向产业强国迈进。