430公里级联光纤传输系统实现超精密频率转移

本文主要探讨了在现代光纤通信网络中，如何利用级联技术实现长达430公里的高精度频率传递。这一突破性工作是在京沪光纤骨干网上完成的，这是一个关键的基础设施，对于精确的时钟同步和频率标准传输至关重要。级联系统的设计巧妙地结合了两个子系统，一个是280公里的长距离段，另一个是150公里的段，以确保信号在整个传输过程中的稳定性。 级联系统的核心部分是低噪声、高对称的双向掺铒光纤放大器，这些设备被部署在每个子系统中，以补偿由于光纤损耗带来的信号衰减。这种放大器不仅提高了信号强度，还能减小噪声，从而确保频率传递的高精度。在每一级传递系统稳定运行之后，通过光学补偿技术进一步优化了信号质量。 实验结果显示，整个级联系统在1秒的时间尺度上达到了1.02×10^-13的频率不稳定度，而在10,000秒（即1小时40分钟）的时间尺度上，这个不稳定度降低到了8.24×10^-17。这表明系统的长期稳定性和可靠性得到了显著提升，远远超过了传统的单级传输系统。 论文还强调了实验结果与理论计算的吻合度，验证了级联系统设计的有效性，并且符合误差理论的预期。这项研究对于光纤光学技术的发展具有重要意义，因为它展示了如何通过级联技术克服大距离传输中的挑战，为未来的光纤通信网络提供了新的解决方案，特别是在需要极高精度频率同步的领域，如量子通信、精密测量和时间基准同步等。 这篇论文提供了一种实用的方法，通过级联光纤网络实现超长距离的高精度频率传递，这对于提升通信网络的性能，以及推动科研和工业界对量子信息处理和精密测量技术的进步都具有重要的实际价值。