长距离光纤光频相干传递净化技术在天文科研领域取得新突破促进了自然环境下的高精度数据传输

我最近参与了一个研究团队，该团队由中国科学院国家授时中心的张首刚、董瑞芳和刘涛带领。我们利用了一种特殊的激光器，称为腔稳窄线宽激光器，以实现基于光纤传递的光学频率净化技术。这项技术在高精度光纤光频传递研究领域取得了重要进展。

我们的方法是将要传输的光频信号与这个激光器同步，使其相位保持10Hz以内的波动范围。这有助于消除外界干扰导致的相位跳变，从而保持了原有的相干性。这样做不仅提高了信号的可靠性，还提升了精度。

我们成功地在106公里长的一根通信用光纤链路上测试了这一技术，并对信号进行净化。结果表明，与之前相同级别传递到的信号相比，我们净化后的信号在10Hz到1kHz之间相位噪声减少到了6rad，而原始值是20rad。此外，我们还消除了链路中的相位周跳点，这极大地提高了系统性能。最终，我们使得附加稳定度从10-17提升到了10-19。

这种技术可以与再生中继技术结合使用，在长距离光纤环境下达到最佳效果。我所在团队发表了一篇论文，题目为《Purification Technique with a Hertz-linewidth laser for Fiber-based Optical Frequency Coherence Dissemination》，并且展示了一些实验数据，包括图1和图2，它们分别显示的是106公里链路上的净化后信号噪声功率谱密度以及两种不同类型（原来的和经过净化后的）频率稳定性的对比。

通过这次研究，我深刻体会到科学探索不仅能够推动科技进步，还能帮助我们更好地理解自然界如何运作，以及如何借此智慧改善人类生活。在未来的工作中，我期待着继续探索更多关于天文科研领域的问题，并寻求新的解决方案来促进科学发展。