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基于光纤的光学频率传递研究

刘杰 高静 许冠军 焦东东 闫露露 董瑞芳 姜海峰 刘涛 张首刚

基于光纤的光学频率传递研究

刘杰, 高静, 许冠军, 焦东东, 闫露露, 董瑞芳, 姜海峰, 刘涛, 张首刚
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  • 随着光钟研究的发展, 光钟的稳定度和不确定度均达到10-18量级. 通过光纤可以实现光钟频率信号的高精度传输, 有望用于未来“秒”定义的复现. 演示了百公里级实验室光纤上的光学频率传递. 对于在实验室70 km光纤盘上实现的光频传递, 光纤相位噪声抑制在1-250 Hz傅里叶频率范围内均接近于光纤延时极限, 对应传输稳定度(Allan偏差)为秒级稳定度1.2×10-15, 10000 s稳定度为1.4×10-18. 实验室100 km光纤的光频传递秒级稳定度也达到了5×10-15. 提出了光纤噪声用户端补偿的方案, 可以简化星形传递网络中心站的复杂度. 在25 km光纤上演示了该传递方案, 实现的传输稳定度接近传统前置补偿传递方案.
    • 基金项目: 国家自然科学基金委重大科研仪器设备研制专项(批准号:61127901)、国家自然科学基金(批准号:11273024,61025023)、国家自然科学基金青年科学基金(批准号:11403031)、中国科学院科技创新“交叉与合作团队”项目(中科院人教字(2012)119号)和中国科学院重点部署项目(批准号:KJZD-EW-W02)资助的课题.
    [1]

    Chou C W, Hume D B, Rosenband T, Wineland D J 2010 Science 329 1630

    [2]

    Parthey C G, Matveev A, Alnis J, Bernhardt B, Beyer A, Holzwarth R, Maistrou A, Pohl R, Predehl K, Udem T, Wilken T, Kolachevsky N, Abgrall M, Rovera D, Salomon C, Laurent P, Hänsch T W 2011 Phys. Rev. Lett. 107 203001

    [3]

    Rosenband T, Hume D B, Schmidt P O, Chou C W, Brusch A, Lorini L, Oskay W H, Drullinger R E, Fortier T M, Stalnaker J E, Diddams S A, Swann W C, Newbury N R, Itano W M, Wineland D J, Bergquist J C 2008 Science 319 1808

    [4]

    Shelkovnikov A, Butcher R J, Chardonnet C, Amy-Klein A 2008 Phys. Rev. Lett. 100 150801

    [5]

    Schiller S, Tino G M, Gill P, Salomon C, Sterr U, Peik E, Nevsky A, Görlitz A, Svehla D, Ferrari G, Poli N, Lusanna L, Klein H, Margolis H, Lemonde P, Laurent P, Santarelli G, Clairon A, Ertmer W, Rasel E, Mller J, Iorio L, Lämmerzahl C, Dittus H, Gill E, Rothacher M, Flechner F, Schreiber U, Flambaum V, Ni W, Liu L, Chen X, Chen J, Gao K, Cacciapuoti L, Holzwarth R, He M P, Schäfer W 2009 Exp. Astron. 23 573

    [6]

    Huntemann N, Okhapkin M, Lipphardt B, Weyers S, Tamm C, Peik E 2012 Phys. Rev. Lett. 108 090801

    [7]

    Katori H 2011 Nat. Photon. 5 203

    [8]

    Sherman J A, Lemke N D, Hinkley N, Pizzocaro M, Fox R W, Ludlow A D, Oates C W 2012 Phys. Rev. Lett. 108 153002

    [9]

    Swallows M D, Bishof M, Lin Y, Blatt S, Martin M J, Rey A M, Ye J 2011 Science 331 1043

    [10]

    Hinkley N, Sherman J A, Phillips N B, Schioppo M, Lemke N D, Beloy K, Pizzocaro M, Oates C W, Ludlow A D 2013 Science 341 1215

    [11]

    Bloom B J, Nicholson T L, Williams J R, Campbell S L, Bishof M, Zhang X, Zhang W, Bromley S L, Ye J 2014 Nature 506 71

    [12]

    Ushijima I, Takamoto M, Das M, Ohkubo T, Katori H 2015 Nat. Photon. 9 185

    [13]

    Gill P, Riehle F 2006 Proceedings of the 20th European Frequency and Time Forum Braunschweig, Germany, March 27-30, 2006 p282

    [14]

    Le Targat R, Lorini L, Le Coq Y, Zawada M, Guéna J, Abgrall M, Gurov M, Rosenbusch P, Rovera D G, Nagórny B, Gartman R, Westergaard P G, Tobar M E, Lours M, Santarelli G, Clairon A, Bize S, Laurent P, Lemonde P, Lodewyck J 2013 Nat. Commun. 4 2782

    [15]

    Fujieda M, Gotoh T, Nakagawa F, Tabuchi R, Aida M, Amagai J 2012 IEEE Trans. Ultrason Ferroelectr. Freq. Control 59 2625

    [16]

    Fujieda M, Kumagai M, Nagano S 2010 IEEE Trans. Ultrason Ferroelect. Freq. Control 57 168

    [17]

    Marra G, Margolis H S, Lea S N, Gill P 2010 Opt. Lett. 35 1025

    [18]

    Lopez O, Amy-Klein A, Daussy C, Chardonnet C, Narbonneau F 2008 Eur. Phys. J. D 48 35

    [19]

    Grosche G, Terra O, Predehl K, Holzwarth R, Lipphardt B, Vogt F, Sterr U, Schnatz H 2009 Opt. Lett. 34 2270

    [20]

    Jiang H, Kéfélian F, Crane S, Lopez O, Lours M, Millo J, Holleville D, Lemonde P, Chardonnet C, Amy-Klein A, Santarelli G 2008 J. Opt. Soc. Am. B 25 2029

    [21]

    Lopez O, Haboucha A, Chanteau B, Chardonnet C, Amy-Klein A, Santarelli G 2012 Opt. Express 20 23518

    [22]

    Williams P A, Swann W C, Newbury N R 2008 J. Opt. Soc. Am. B 25 1284

    [23]

    Droste S, Ozimek F, Udem T, Predehl K, Hänsch T W, Schnatz H, Grosche G, Holzwarth R 2013 Phys. Rev. Lett. 111 110801

    [24]

    Wang B, Gao C, Chen W L, Miao J, Zhu X, Bai Y, Zhang J W, Feng Y Y, Li T C, Wang L J 1994 Opt. Lett. 19 1777

    [25]

    Schediwy S W, Gozzard D, Baldwin K G H, Orr B J, Warrington R B, Aben G, Luiten A N 2013 Opt. Lett. 38 2893

  • [1]

    Chou C W, Hume D B, Rosenband T, Wineland D J 2010 Science 329 1630

    [2]

    Parthey C G, Matveev A, Alnis J, Bernhardt B, Beyer A, Holzwarth R, Maistrou A, Pohl R, Predehl K, Udem T, Wilken T, Kolachevsky N, Abgrall M, Rovera D, Salomon C, Laurent P, Hänsch T W 2011 Phys. Rev. Lett. 107 203001

    [3]

    Rosenband T, Hume D B, Schmidt P O, Chou C W, Brusch A, Lorini L, Oskay W H, Drullinger R E, Fortier T M, Stalnaker J E, Diddams S A, Swann W C, Newbury N R, Itano W M, Wineland D J, Bergquist J C 2008 Science 319 1808

    [4]

    Shelkovnikov A, Butcher R J, Chardonnet C, Amy-Klein A 2008 Phys. Rev. Lett. 100 150801

    [5]

    Schiller S, Tino G M, Gill P, Salomon C, Sterr U, Peik E, Nevsky A, Görlitz A, Svehla D, Ferrari G, Poli N, Lusanna L, Klein H, Margolis H, Lemonde P, Laurent P, Santarelli G, Clairon A, Ertmer W, Rasel E, Mller J, Iorio L, Lämmerzahl C, Dittus H, Gill E, Rothacher M, Flechner F, Schreiber U, Flambaum V, Ni W, Liu L, Chen X, Chen J, Gao K, Cacciapuoti L, Holzwarth R, He M P, Schäfer W 2009 Exp. Astron. 23 573

    [6]

    Huntemann N, Okhapkin M, Lipphardt B, Weyers S, Tamm C, Peik E 2012 Phys. Rev. Lett. 108 090801

    [7]

    Katori H 2011 Nat. Photon. 5 203

    [8]

    Sherman J A, Lemke N D, Hinkley N, Pizzocaro M, Fox R W, Ludlow A D, Oates C W 2012 Phys. Rev. Lett. 108 153002

    [9]

    Swallows M D, Bishof M, Lin Y, Blatt S, Martin M J, Rey A M, Ye J 2011 Science 331 1043

    [10]

    Hinkley N, Sherman J A, Phillips N B, Schioppo M, Lemke N D, Beloy K, Pizzocaro M, Oates C W, Ludlow A D 2013 Science 341 1215

    [11]

    Bloom B J, Nicholson T L, Williams J R, Campbell S L, Bishof M, Zhang X, Zhang W, Bromley S L, Ye J 2014 Nature 506 71

    [12]

    Ushijima I, Takamoto M, Das M, Ohkubo T, Katori H 2015 Nat. Photon. 9 185

    [13]

    Gill P, Riehle F 2006 Proceedings of the 20th European Frequency and Time Forum Braunschweig, Germany, March 27-30, 2006 p282

    [14]

    Le Targat R, Lorini L, Le Coq Y, Zawada M, Guéna J, Abgrall M, Gurov M, Rosenbusch P, Rovera D G, Nagórny B, Gartman R, Westergaard P G, Tobar M E, Lours M, Santarelli G, Clairon A, Bize S, Laurent P, Lemonde P, Lodewyck J 2013 Nat. Commun. 4 2782

    [15]

    Fujieda M, Gotoh T, Nakagawa F, Tabuchi R, Aida M, Amagai J 2012 IEEE Trans. Ultrason Ferroelectr. Freq. Control 59 2625

    [16]

    Fujieda M, Kumagai M, Nagano S 2010 IEEE Trans. Ultrason Ferroelect. Freq. Control 57 168

    [17]

    Marra G, Margolis H S, Lea S N, Gill P 2010 Opt. Lett. 35 1025

    [18]

    Lopez O, Amy-Klein A, Daussy C, Chardonnet C, Narbonneau F 2008 Eur. Phys. J. D 48 35

    [19]

    Grosche G, Terra O, Predehl K, Holzwarth R, Lipphardt B, Vogt F, Sterr U, Schnatz H 2009 Opt. Lett. 34 2270

    [20]

    Jiang H, Kéfélian F, Crane S, Lopez O, Lours M, Millo J, Holleville D, Lemonde P, Chardonnet C, Amy-Klein A, Santarelli G 2008 J. Opt. Soc. Am. B 25 2029

    [21]

    Lopez O, Haboucha A, Chanteau B, Chardonnet C, Amy-Klein A, Santarelli G 2012 Opt. Express 20 23518

    [22]

    Williams P A, Swann W C, Newbury N R 2008 J. Opt. Soc. Am. B 25 1284

    [23]

    Droste S, Ozimek F, Udem T, Predehl K, Hänsch T W, Schnatz H, Grosche G, Holzwarth R 2013 Phys. Rev. Lett. 111 110801

    [24]

    Wang B, Gao C, Chen W L, Miao J, Zhu X, Bai Y, Zhang J W, Feng Y Y, Li T C, Wang L J 1994 Opt. Lett. 19 1777

    [25]

    Schediwy S W, Gozzard D, Baldwin K G H, Orr B J, Warrington R B, Aben G, Luiten A N 2013 Opt. Lett. 38 2893

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-11-06
  • 修回日期:  2015-01-11
  • 刊出日期:  2015-06-05

基于光纤的光学频率传递研究

  • 1. 中国科学院国家授时中心, 西安 710600;
  • 2. 中国科学院大学, 北京 100039;
  • 3. 中国科学院时间频率基准重点实验室, 西安 710600
    基金项目: 

    国家自然科学基金委重大科研仪器设备研制专项(批准号:61127901)、国家自然科学基金(批准号:11273024,61025023)、国家自然科学基金青年科学基金(批准号:11403031)、中国科学院科技创新“交叉与合作团队”项目(中科院人教字(2012)119号)和中国科学院重点部署项目(批准号:KJZD-EW-W02)资助的课题.

摘要: 随着光钟研究的发展, 光钟的稳定度和不确定度均达到10-18量级. 通过光纤可以实现光钟频率信号的高精度传输, 有望用于未来“秒”定义的复现. 演示了百公里级实验室光纤上的光学频率传递. 对于在实验室70 km光纤盘上实现的光频传递, 光纤相位噪声抑制在1-250 Hz傅里叶频率范围内均接近于光纤延时极限, 对应传输稳定度(Allan偏差)为秒级稳定度1.2×10-15, 10000 s稳定度为1.4×10-18. 实验室100 km光纤的光频传递秒级稳定度也达到了5×10-15. 提出了光纤噪声用户端补偿的方案, 可以简化星形传递网络中心站的复杂度. 在25 km光纤上演示了该传递方案, 实现的传输稳定度接近传统前置补偿传递方案.

English Abstract

参考文献 (25)

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