Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Specialty Fiber Optics and Optical Access Networks, School of Communication and Information Engineering, Shanghai University, Shanghai 200444, China
2 Key Laboratory for Quantum Optics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
3 Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
4 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
We demonstrate a simultaneous transmission of time-frequency and data over a 160-km urban business network in Shanghai. The signals are transmitted through a cascaded optical link consisting of 48 km and 32 km, which are connected by an optical relay. The metrological signals are inserted into the communication network using dense wavelength division multiplexing. The influence of the interference between different signals has been discussed. The experimental results demonstrate that the radio frequency (RF) instability can reach at 1 s and at 10,000 s, and the time interval transfer of one pulse per second (1 PPS) signal with less than 10 ps at 1 s is obtained. This work paves the way for the widespread dissemination of ultra-stable time and frequency signals over the communication networks.
simultaneous transmission radio frequency transfer communication network wavelength multiplexing Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 011201
中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004
为了减少星间激光时频传输过程中的多普勒频移并提高星间通信的可靠性,提出了一种多普勒频移补偿技术。首先,对多普勒频移进行了理论分析和仿真,得到了两卫星在24 h通信中断前传输激光光学频率所产生的多普勒频移;然后,设计了一个多普勒频移补偿系统用于星间激光多普勒频移补偿。仿真结果表明:该系统能在约15个控制周期内完成多普勒频移补偿,使得补偿后的多普勒频移小于8 kHz,比未补偿的情况改善了6个数量级。
激光时频传递 星间激光链路 光学频率 多普勒频移补偿 laser time-frequency transfer, inter-satellite las
为了满足原子钟时频比对的工程应用需求,研究了基于波分复用的光纤时频传递方法,时间传递采用双波长双向比对远程端补偿的方法,频率传递采用单波长前置补偿的方法,实现了1PPS时间信号和10 MHz频率信号的高精度同纤传递。分析了光纤时间传递原理和光纤频率传递原理,进行了设备本底噪声测试,并在102 km长的实地光纤链路上进行了时频同传测试,实现了稳定度为@1 s、@104 s的10 MHz频率传递。通过设备时延和色散的校准,实现了稳定度为15.7 ps@1 s和3.9 ps@1000 s,不确定度为25.3 ps的时间传递,满足了以氢原子钟为守时时钟的时频基准间的长距离比对需求。
光通信 时间传递 频率传递 波分复用 自动补偿
1 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院波谱与原子分子物理国家重点实验室,湖北 武汉 430071
2 中国科学院大学物理科学学院,北京 100049
报道了在中国科学院精密测量科学与技术创新研究院与华中科技大学之间往返60 km的光纤链路上进行相干光学频率传输的工作。以波长为1560 nm的超稳定激光作为传输光,通过使用声光调制器主动补偿由光纤引入的相位噪声,在1 Hz傅里叶频率实现了67 dB的噪声抑制。系统采用全光纤结构的端到端传递,并利用追踪振荡器抑制由光纤偏振变化引起的信号幅度起伏,实现了全天不间断的连续运行。经过4 d的数据积累,测得光纤链路引入的相对频率偏差为量级,1 s频率稳定度为,1000 s稳定度为,65000 s稳定度为。该传输稳定度满足60 km的光钟远程比对需求。
光纤光学 光纤链路 光学频率传输 光钟比对 光纤噪声 计量学 光学学报
2022, 42(23): 2306006
1 西安电子科技大学,陕西 西安 710071
2 中国科学院国家授时中心,陕西 西安 710600
为了进一步提高时间传递的稳定度,提出了一种基于光纤频率传递的高精度时间传递方法。在保证光纤时间传递不确定度的情况下,结合光纤频率传递的高稳定度特性,所提方法实现了兼具高稳定度和良好不确定度的光纤时间传递。在光纤时间频率传递的基础上,利用光纤频率传递系统输出的频率信号再生出具有高稳定度的1PPS(one pulse per second)时间信号,并使再生的1PPS时间信号跟踪光纤时间传递系统输出的1PPS时间信号,进而使再生出的1PPS时间信号同时具有较好的稳定度和不确定度。为了验证所提方法的可行性,使用光纤链路测得的时间传递数据进行仿真实验,所提方法使光纤时间传递稳定度提高至0.5 ps@1 s和0.09 ps@104 s。在500 km长的实验室光纤链路上,利用光纤时间频率传递实验装置进行了测试,所提方法实现了稳定度为2.5 ps@1 s和0.9 ps@105 s,不确定度为6.4 ps的高精度时间传递。
光纤光学 频率传递 时间传递 时间再生 光学学报
2022, 42(15): 1506002
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Magnetic Resonance and Atomic and Molecular Physics, Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
By using a self-reference transfer oscillator method, two individual 1560 nm lasers with about 1.2 GHz frequency difference were phase locked to a 729 nm ultra-stable laser at two preset ratios. By measuring the beat frequency of the two 1560 nm lasers, fractional instabilities of at 1 s and at 10,000 s averaging time were obtained, and the relative offset compared with the theoretical value was . The frequency ratio of them was evaluated to a level of in one day’s data acquisition. This work was a preparation for remote comparison of optical clocks through optical fiber links. The technique can also be used to synthesize ultra-stable lasers at other wavelengths.
optical frequency transfer optical clock comparison optical frequency comb Chinese Optics Letters
2022, 20(8): 081403
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
针对采用分立器件实现载波抑制双边带(DSBCS)调制的被动补偿光纤环路微波频率传递方案的缺陷, 对基于DSBCS调制的光纤环路微波频率传递系统进行稳定性优化设计和测试验证, 设计了基于微波芯片的一体化接入节点电路, 以腔体分隔的金属和高精度的温度控制模块屏蔽串扰、减小外界温度影响, 实验测试了系统电路底噪、60 km光纤环路系统性能。测试结果表明: 采用集成化的接入节点电路显著降低了系统电路底噪和1 m光纤传递底噪, 在60 km光纤环路的20 km/40 km、40 km/20 km处输出频率的相对稳定度均优于4×10-14/s、2×10-17/day, 长期稳定度比采用分立器件实现的节点电路时优化约一个量级。
微波频率传递 载波抑制 优化 温度 电路底噪 radio frequency transfer, carrier suppression, opt