空间高精度激光时频传递比对技术研究取得系列进展
近年来,随着空间激光链路技术的迅速发展,激光精密测量与高速通信一体化成为一项关键技术。当前,空间激光链路以通信功能为主,激光测量仅仅作为链路附加功能,受激光通信信号体制约束,难以有效提升测量精度、满足高性能空间原子钟组的时频比对需求。随着超稳激光器、光学频率梳等高性能光学设备在轨应用,迫切需要发展新型激光测量与通信一体化技术体系,在保障高速激光通信功能的同时,支撑高精度空间激光时频传递比对及组网应用的建设需求。
国家授时中心研究团队面向下一代激光链路发展趋势,基于现有相干光通信技术架构,创新性地提出了一种非平衡光学调制与解调技术,实现了宽带伪码测量与高速数据传输的光功率灵活分配,可有效应对未来不同链路预算场景下时频传递精度与通信性能需求。另一方面,在同一载波上实现了通信与测量信号独立调制,提升了激光测量信号体制的可拓展性,为后续发展融合创新技术手段奠定技术基础。

图1 基于BPSK、QPSK调制器的光学非平衡调制方案与载波同步解调论证
该系列研究受微波领域统一波段测控技术与非平衡QPSK技术启发,填补了光学领域非平衡调制解调技术的研究空白,可直接应用于光学BPSK或QPSK相干光通信系统中。在面向未来精密时频传递与高速通信一体化激光链路研制中,具有重要的应用价值。
该系列研究成果分别以《Unbalanced Optical Modulation for Satellite Laser Links》、《Optical Unbalanced QPSK for Free-space Laser Links》为题发表于光学期刊ACS Photonics和Optics Letters。
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