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장거리 고손실 자유공간 고정밀 시간 주파수 전송 달성
  • 등록일2021.04.14
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중국과학기술대학교 Pan Jianwei(潘建偉) 원사 연구팀은 장거리 고손실 자유공간 고정밀 시간 주파수 전송 실험을 달성했다. 연구팀은 대기잡음, 링크손실, 전송지연효과 등 다각도에서 고궤도 위성의 위성-지상 고정밀 시간 주파수 전송을 시뮬레이션하여 중고궤도 위성에 기반한 10,000초 E-18급 안정도의 위성-지상 시간 주파수 전송의 가능성을 검증함으로써 미래 공간 광주파수 표준 과학실험 및 대륙간 광시계 주파수 전송과 비교를 위한 기반을 마련했다. 해당 연구 성과는 국제학술지 “Optics”에 온라인으로 게재되었다.

고정밀 시간 주파수 전송 및 비교 기술은 계량 과학, 상대론 검증, 중력파 탐지, 광역 양자 통신, 심우주 위성항법 등 분야에서 중요한 응용 가치를 가진다. 국제법정계량기구가 2026년에 “초”의 정의 변경을 논의할 기술 로드맵에서 대륙간 E-18급 광주파수 표준의 시간-주파수 비교가 중요한 일환이다. 연구팀은 이중광학 빗 선형 광학 샘플링의 시간 측정 기술 로드맵을 채택했다. 해당 로드맵은 다중 주파수 마이크로파, 단일광자 등 측정 방법과 비교하여 높은 측정 해상도와 단광속전 신뢰성 등 장점을 보유하지만 달성 방법이 복잡하다. 연구팀은 위성-지구 링크 손실, 도플러 효과, 링크 시간 비대칭, 대기 유입 잡음 등 요소를 종합적으로 분석하여 고궤도 위성 링크가 더 긴 이동 및 공공시각 시간을 가지고 더 낮은 도플러 효과를 가지며 안정적인 위성-지상 시간 주파수 비교 및 전송 링크의 달성에 더 유리하다고 판단하였다.

연구팀은 대기 잡음, 링크 손실 및 지연 시간 각도에서 고궤도 위성-지상시간 주파수 전송 링크 시뮬레이션 실험을 설계했다. 저잡음 광학 빗 증폭 등 일련의 핵심 기술 혁신을 통해 상하이 시내지역에 16km의 수평 대기 자유공간 고정밀 이중광학 빗 시간 주파수 전송 링크를 구축했다. 72데시벨의 평균 링크 손실과 1초의 링크 전송 지연 시뮬레이션하에서 장거리 고손실 자유공간 고정밀 시간 주파수 전송을 성공적으로 달성했다.

정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2021-04/13/content_465779.htm?div=-1