我国科学家实现长距离大损耗自由空间高精度时间频率传递实验

  • 西北网
  • 2021-04-13 08:40:29
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记者从中国科学技术大学获悉,该校潘建伟、张强、彭承志、姜海峰等学者,期实现长距离大损耗自由空间高精度时间频率传递实验,在大气噪声、链路损耗、传输延迟效应等多角度仿真了高轨卫星星地高精度时频传递,验证了基于中高轨卫星实现万秒E-18量级稳定度的星地时频传递的可行,为未来空间光频标科学实验和洲际光钟频率传递和比对奠定基础。国际学术期刊《光学》日前发表了该成果。

高精度的时频传递和比对技术,在计量科学、相对论检验、引力波探测、广域量子通信、深空导航定位等方面具有重要价值。由于具有最高准确度,频率标准在精密测量和国际计量体系中居于核心地位。目前,新型光频标技术精准程度已经比原有“秒”定义频标好两个数量级。超长距离高精度时频传递和比对,是目前国际计量和精密测量亟须解决的难题,星地传递方式被认为是解决该问题的可行方案。

相对于多频微波、单光子等测量方法,潘建伟团队选用双光梳线光学采样的时间测量技术路线,兼具高测量分辨率和断光续传可靠等优点,但实现方式较为复杂。他们分析了星地链路损耗、多普勒效应、链路时间非对称、大气引入噪声等因素,认为高轨卫星链路具有更长的过境和共视时间、更低的多普勒效应,更有利于实现高稳定的星地时频比对和传递链路。

期,该团队从大气噪声、链路损耗和延迟时间等方面,设计了高轨星地时频传递链路模拟实验。他们通过低噪声光梳放大等一系列关键技术攻关,搭建了16公里水大气自由空间高精度的双光梳时频传递链路,在72分贝均链路损耗和模拟长达1秒链路传输延迟下,成功实现了远距离高损耗自由空间高精度时频传递。新华社合肥4月12日电(记者徐海涛)

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