基于被动相位噪声补偿的自由空间光学频率传递

作     者：仇子昂 胡亮 周子杰 薛瑞旻 陈建平 吴龟灵 QIU Ziang;HU Liang;ZHOU Zijie;XUE Ruimin;CHEN Jianping;WU Guiling

作者机构：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 

出 版 物：《导航定位与授时》 (Navigation Positioning and Timing)

年 卷 期：2023年第10卷第3期

页      面：66-71页

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金(62120106010 61905143) 

主　　题：自由空间光学频率传递 被动相位噪声补偿 高精度时间频率传递 光钟 计量学 

摘      要：针对自由空间光信号传输更易受到环境影响的特点，提出了一种被动相位噪声补偿技术。该方法利用探测往返传输的光信号与发射端参考信号拍频获得链路引入的相位噪声，在发射端通过声光移频器（acousto-optic modulator, AOM）对待传递信号移频取共轭即可在接收端获得相位稳定的光学频率信号。该方法避免了使用复杂的鉴相和伺服控制电路，使系统具有更快的补偿速度且没有鉴相范围的限制。实验结果表明，150 m的室外自由空间链路的平均时间1 s的附加频率不稳定度约为1.9×10-16,平均时间1 000 s的附加频率不稳定度约为4.6×10-19。该相位噪声补偿技术为高精度的自由空间光学频率传递提供了一个简单可靠的方案。