本报讯 近日,中国科学院国家授时中心研究员张首刚、董瑞芳和刘涛团队牵头,成功完成西安至湖北段2061公里单纤双波长时间传递系统的设备安装与性能测试,标志着我国建成全球首个突破2000公里的皮秒级(1皮秒=10-12秒)稳定度光纤时间传递工程应用系统。
“高精度地基授时系统”是中国科学院国家授时中心承建的“十三五”国家重大科技基础设施,建成后将成为全球规模最大、性能最先进的地基授时系统。此次建成的光纤时间传递系统作为该设施的关键组成部分,通过单纤双波长技术实现了超长距离高精度时间频率传输,为后续全国两万多公里光纤授时网建设奠定了技术基石。
项目团队面对传统长距离光纤时间传递中信号衰减、相位噪声累积等挑战,创新采用单纤双波长波分-时分复用接入技术,通过波长分离规避后向散射干扰,利用时分复用实现多用户。系统集成数字锁相环技术,将10MHz频率信号倍频至125MHz,结合精密温度控制,有效抑制环境噪声对传输稳定性的影响,显著提升测量精度。
实验数据显示,该系统在2061公里实地光纤链路上实现了5.6皮秒@1秒和3.1皮秒@40000秒的时间传递稳定度;同步偏差平均52皮秒,系统不确定度41.8皮秒,达到国际领先水平。
此次2061公里光纤时间传递系统的建成是“高精度地基授时系统”建设的重要里程碑,标志着我国在超长距离光纤时间传递技术上实现了从“千公里”到“两千公里”的跨越,将助力我国在地基授时领域保持国际领先地位。(张行勇)
《中国科学报》 (2025-05-29 第1版 要闻)