基于被动相位噪声补偿的自由空间光学频率传递

仇子昂,胡 亮,周子杰,薛瑞旻,陈建平,吴龟灵

(上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,上海 200240)

0 引言

时间是7个物理量中测量精度最高的一个物理量,精准的时间频率标准在射电天文学[1-2]、导航定位[3]、引力波探测[4]及基本物理量研究和测量[5]等多个领域中有着至关重要的作用。随着光学频率标准技术的逐渐成熟,光学原子钟的频率不稳定度可以达到10-19量级[6-7],相较于传统的原子钟的频率不稳定度提升了至少两个数量级。但是光学原子钟或离子钟体积大、系统复杂,对环境敏感,并且造价昂贵,不适用于大范围分布式应用。光学频率传递是推进该技术尽快实用的关键,它能使处于不同地理位置的用户共享同一高性能频率源。利用光纤本身具有的低损耗、抗电磁干扰等特性,以光纤作为传递链路的高精度光学频率传递得到了广泛的研究与应用[8-11]。虽然光纤的优良特性为大范围长距离多种信号同步提供了良好的通道,但是光纤链路仍然存在无法涉及的空间,虽然光纤的优良特性为大范围长距离多种信号同步提供了良好的通道,但是光纤链路仍然存在无法涉及的空间,比如可移动平台包括车地、星地、星间等,无法为“空-天-陆-海”提供全覆盖场景的高精度信号传输。

相比之下,自由空间光学频率传递不需要专门构建光纤链路,具有应用范围广、灵活性强等优点,适用于未来高精度导航、激光测距以及星地一体化等应用场景。……