激光与光电子学进展, 2020, 57 (17): 170004, 网络出版: 2020-09-01   

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Research Progress on Free-Space Laser Time-Frequency Transfer
作者单位
1 电子信息控制重点实验室, 四川 成都 610036
2 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
3 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院量子光学重点实验室, 上海 201800
图 & 表

图 1. 德国自由空间激光时频传输实验装置图[12]

Fig. 1. Experimental setup of free-space laser time and frequency transfer of Germany[12]

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图 2. 法国自由空间激光时频传输实验装置图[13]

Fig. 2. Experimental setup of free-space laser time and frequency transfer of France[13]

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图 3. 美国基于光频梳的自由空间激光时频传输实验装置图[14]

Fig. 3. Experimental setup of optical frequency comb based free-space laser time-frequency transfer of USA[14]

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图 4. 基于光学双向时频传输的光钟比对[11]。(a)基于光频梳和LOS技术的自由空间光钟比对实验原理图;(b) LOS基本原理图

Fig. 4. Optical clock comparison based on optical two-direction time-frequency transfer[11]. (a) Schematic of free-space optical clock comparison based on frequency comb and LOS; (b) schematic of LOS

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图 5. 基于光频梳的自由空间光钟同步原理图[19]

Fig. 5. Schematic of free-space optical clock synchronization based on optical frequency comb[19]

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图 6. 基于光频梳的自由空间光钟同步原理图[17]。(a)角锥位于导轨上;(b)角反射器位于无人机上

Fig. 6. Schematic of free-space optical clock synchronization based on optical frequency comb[17]. (a) Pyramid on rail; (b) retro-reflector on quadcopter

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图 7. LTT的时频比对原理图[33]

Fig. 7. Schematic of time frequency comparison of LTT[33]

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图 8. T2L2的时钟比对原理及地面站和空间载荷配置[35]。(a) T2L2的星地时钟比对原理图;(b)地面站的配置;(c)空间载荷配置

Fig. 8. Schematic of clock comparison of T2L2 and configuration of ground station and space payload[35]. (a) Schematic of satellite-ground time clock comparison of T2L2; (b) configuration of ground station; (c) configuration of space payload

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表 1各研究单位自由空间激光时频传输性能指标对比

Table1. Comparison of performance of free-space laser time-frequency transmission obtained by research units

Research unitTechnologyDistance /mTransmission signalStability
Germany[12]Optical frequency transmission100Continuous laser1.68×10-13@1 s
France[13]Optical frequency transmission5000Continuous laser1.3×10-14@1 s
USA[14]OFC (optical fiber communication) transmission10OFC4×10-13@1 s
USA[11]O-TWTFT2000OFC5×10-16@1 s
China[23]China[25]China[31]RF (radio frequency) carried byOFC transmission RF carried by10060124RFOFCRF2×10-13@1 s8×10-14@1 s6.8×10-15@1 s
Korea[32]OFC transmission76OFC<7×10-16@1 s

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孙延光, 徐敏, 陈亚晴, 吴瑞, 桂有珍, 程楠, 应康, 杨飞, 蔡海文. 自由空间激光时频传输研究进展[J]. 激光与光电子学进展, 2020, 57(17): 170004. Yanguang Sun, Min Xu, Yaqing Chen, Rui Wu, Youzhen Gui, Nan Chen, Kang Ying, Fei Yang, Haiwen Cai. Research Progress on Free-Space Laser Time-Frequency Transfer[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2020, 57(17): 170004.

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