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光學工程
新技術打破光纖時頻同步的點對點傳輸局限

時間是自然界最早被人類所認識到的基本物理量之一,保持異地間的時間同步、建立統一的時頻基準關系到人類生產活動的各個方面,并且在原子鐘比對、射電天文、深空探測等眾多領域具有重要應用。

近年來,基于光纖的時間頻率同步具有損耗低、同步精度高等優勢,逐漸成為時頻同步領域的研究熱點。然而,目前已有的光纖時頻同步技術大都只適用于點對點的傳輸模式,這一不足很大程度上限制了其應用范圍。

為了克服現有點對點光纖頻率傳輸技術的應用局限性,清華大學王力軍教授領導的精密測量聯合實驗室提出并實驗演示了一種新型光纖頻率網絡化被動同步技術。相關研究成果發表在Chinese Optics Letters 2015年第6期上。

該技術通過在接收端對傳輸過程中光纖引入的相位抖動進行被動補償的方式,實現了高精度頻率網絡化同步。與傳統主動補償方式相比,具有結構簡單、多分支相互獨立并且易于擴展等優勢,在 10 km 的傳輸距離上,其同步精度可以達到 6 × 10?15/s 與 7 × 10?17/104 s,有望應用于平方公里陣列(SKA)等大科學工程。

該課題組王波副研究員認為,該論文提出的新型光纖時頻同步技術彌補了傳統主動補償技術設備復雜、成本較高、不適用于多分支網絡化同步等缺點,具有廣闊的應用前景。

后續還需深入研究光纖頻率傳輸的噪聲來源及補償方法,進一步提高傳輸穩定度;面向實用需求,提高系統可靠性及環境適應性。

論文鏈接: Fiber-based radio frequency dissemination for branching networks with passive phase-noise cancelation
 

圖片說明:光纖時頻網絡化被動同步技術實驗示意圖,C、D、E三個接收端與發射端分別相距2、5、10 km。


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