近日，中国科学院国家授时中心研究团队在可移动光纤干涉仪稳频激光研究方面取得重要进展。为了满足“高精度地基授时系统”对于光纤光频传递的光源任务需求，张首刚、董瑞芳、刘涛和高静等研究人员利用动力学理论、优化算法模型和数值模拟实验有机融合的方法，解决了光纤干涉仪的振动免疫问题，从而使干涉仪稳频激光系统基本满足了“高精度地基授时系统”复杂工作环境的应用需求。相关研究成果以《Theoretical and experimental investigation on vibration modes of an optical fiber coil with spool for space applications》和《A fiber spool’s vibration sensitivity optimization based on orthogonal experimental design》为题分别发表在国际知名期刊Optics and Laser Technology和Current Optics and Photonics。

基于光纤干涉仪稳频的超低噪声激光系统是高精度光纤光频传递的主要光源之一。光纤干涉仪作为该超低频率噪声激光系统的核心部件，其决定光纤稳频激光是否具备工程应用（如可搬运和小型化）的关键。

高静（第一完成人）等人采用多因素多目标（三个方向的振动敏感度）的正交算法对光纤干涉仪支架进行了振动灵敏度优化，并通过综合平衡法和综合评价法研制三维超低振动敏感度的光纤干涉仪。同时首次建立光纤干涉仪的综合动力学模型，并通过动力学理论、有限元模拟和实验测试等方法验证了光纤干涉仪（含支架）的抗振性。该振动免疫的光纤干涉仪基本满足了“高精度地基授时系统”任务对光纤干涉仪稳频激光的需求，有望应用于未来重大空间科学任务（如空间引力波和重力场测量等）。

图1采用正交算法优化的光纤干涉仪振动灵敏度     图2归一化的振动敏感度

图3光纤干涉仪前六阶振动特征频率图4振动特征频率FEA仿真与实验对比