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在自由空间中的远距离光学时频传输领域，中国科学家近来在世界上首次取得了重要突破——在100公里的自由空间内实现高精度时频传输。传统的基于微波的卫星时频传输稳定性只有E-16的量级（相当于一个误差小于一秒的时钟，持续约1亿年），无法满足高精度时频网络的需要。

中国科学院研究了高损耗自由空间、高精度远程位置之间的时频传播，模拟了高精度时频高轨道卫星-地面链路在信道损耗、大气噪声和传输延迟效应中的作用。

该链路实验表明，通过中高地球轨道上的卫星进行时频传输的不稳定性可能达到10-18在10000 s时，可实现光学原子钟的潜在性能和地面时钟的洲际比较。该研究发表在《光学》杂志上。

高精度时频传播与比对技术应用于各种大型精密测量系统。目前，国际计量标准体系正处于量化阶段。频率标准是精密测量和国际计量系统的核心。除物质量外的其他基本物理量直接或间接地追溯到频率。另一方面，新型光学频率标准技术发展迅速，其精度比原来的二定义频率标准高出两个数量级。

技术路线图中最重要的部分改变的第二个定义是将洲际时频与光频标准设置在10-18水平。进行超长距离高精度时频比较或传播是一个未解决的问题，而卫星-地面链路被认为是最可行的解决方案。

研究人员首先全面分析了卫星和地面链路损耗，多普勒效应，链路时间不对称和大气噪声等参数，发现高轨道链路通过利用长持续时间，大共同视图范围和较低的相对论效应，可以实现更稳定的时频比较或传播。

然后，他们进行了高轨道卫星和地面时频传输实验，以模拟链路丢失，大气噪声和延迟效应的链接。

通过低噪声光梳放大、低损耗高稳定性双梳干涉光路、高精度高灵敏度线性采样，研究人员构建了16公里的水平大气自由空间和高精度双梳时频传输链路。频率传输链路在3000 秒时实现了4E-18的不稳定性，平均损耗为72 dB，链路延迟为1s。

基于这些结果，他们预计通过高轨道卫星——地面链路的时间频率传输的不稳定性可能会在10000秒时达到10E-18。

作者介绍:【树言新享】

一个肌肉发达、学富五车的自媒体人~未来希望按照自己喜欢的方式生活，正在靠写作改变自己，希望在写作路上遇到同样热爱的你。