激光通信技术的优点很多，但要解决的难题也不少，除了能量损耗，从信号处理的角度看。接收机要接收到光波对其进行特性分析，需要与光波在频率上、角度上，极化上对准。激光通信的频率、极化方式存在水平舰艇的数据库里，一旦传感器感应到光波能量变化，就会调整接收机开始匹配，但在角度上和上正如其发散角很小的优点一样，在通信之前，发射机和接收机都不知道对方的位置，因此怎样将这个高指向性的激光信号准确传输到几米范围内的海面上是亟待解决的问题。此外接受到的信号被太阳光的随机背景噪声所干扰，也需要将其滤除，这就需要滤波器具有足够的频率挑选性能。

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德国海军已经在试验舰上进行了激光通信试验
为了解决能量损耗问题，科学家们在对大气在各类天气情况下的反射、折射，吸收特性进行长期观察后进行了统计建模并输入激光发生器的数据库，从而使得激光发生器具有自适应作用，在不同的天气下使用不同的频率避开高吸收率的波段，实现了较远距离的通信。接收机则采取根据数据库模拟激光信号在各类天气下的畸变，从而实现接收、滤波及波形的重新整形。
为了解决信号处理方面的问题，最早使用的是大发散角激光，但很快发现这种办法将能量分散的极为严重，从而导致接收机根本无法接收足够的能量而失去通信功能。后来发现出了高精度的对准，捕获和跟踪技术，可以实现激光源和接收机的快速对准，具体方法则是先试用电磁波进行通信双方进行“握手”，包括身份确认，位置确认。而后激光根本这些信息迅速对准目标的精确位置进行通信传输，这种“握手”的电磁波信息通信时间极短且采取干扰干扰技术，能够保证对手无法在足够的时间内截获。
在解决了这两个问题后，激光通信重新焕发生机，美军在这方面走在了世界前列，美国海军在2006、2008年的“三叉戟勇士”和2007年圣地亚哥“海鹰”演习中，分别在驱逐舰上对该技术进行了验证，试验表明，通过以上技术，舰艇之间可以实现在20公里左右稳定激光通信，传输速率接近1Gbps。2014年美国航天局进行了一次名为“激光通信科学光学载荷”（OPALS）的技术验证，成功的将一段高清视频从国际空间站传回地面，一段时长37秒、名为“你好，世界！”的高清视频，只用了3.5秒就成功传回，相当于传输速率达到每秒50兆，而传统技术下载需要至少10分钟。

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一款已经投入使用的激光数据链设备，激光通信在海陆空各军种均有非常广阔的应用前景
而德国的卡·尔蔡公司也不甘落后，特别是在蓝绿波段的对潜激光通信方面建树尤深，先后研发成功了固定式短程激光设备，中程激光通信设备，机动设备组网激光通信的典型系统，实现了20公里左右的1Gbps的通信传输。
而我国科学家在2011年10月25日，首次在海洋二号卫星上进行了星地激光链路试验，取得了圆满成功。负责这一技术研发的哈尔滨工业大学马晶、谭立英团队在2015年获得国家科技成果一等奖。