El profesor Pan Jianwei y sus colegas de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China de la Academia de Ciencias de China investigaron el espacio libre de alta pérdida, Difusión de frecuencia de tiempo de alta precisión entre ubicaciones remotas, Simulación de enlaces satélite-tierra de alta precisión de tiempo-frecuencia de alta órbita en la pérdida de canal, ruido atmosférico, y efectos de retardo de transmisión.

Este experimento de enlace muestra que la inestabilidad de la transferencia de tiempo-frecuencia a través de un satélite en órbitas terrestres medias-altas podría llegar a 10 ^-18 A las 10, 000 s, permitiendo el rendimiento potencial de los relojes atómicos ópticos y la comparación intercontinental de los relojes terrestres. El estudio fue publicado en la revista Optica .

Las técnicas de comparación y difusión de frecuencia de tiempo de alta precisión se aplican en todo tipo de sistemas de medición de precisión a gran escala. En el presente, los sistemas estándar de metrología internacional se encuentran en la etapa de cuantificación. El estándar de frecuencia es el núcleo de los sistemas de medición de precisión y metrología internacional. Otras cantidades físicas básicas, excepto la cantidad de materia (mol), se remontan directa o indirectamente a la frecuencia. Por otra parte, las nuevas tecnologías estándar de frecuencia óptica se desarrollan rápidamente, cuya precisión es dos órdenes de magnitud mejor que la del estándar de frecuencia de segunda definición original.

La parte más importante de la hoja de ruta técnica del cambio de la segunda definición es establecer la comparación de tiempo-frecuencia intercontinental con el estándar de frecuencia óptica en el 10 ^-18 nivel. Tener una comparación o difusión de frecuencia de tiempo de alta precisión y distancia ultralarga es un problema sin resolver, mientras que el enlace tierra-satélite se reconoce como la solución más factible.

En este estudio, Los investigadores utilizaron un método de medición del tiempo de muestreo óptico lineal de doble peine. En comparación con el método de enlace de onda continua o de fotón único, este enlace complejo tiene la ventaja de la alta resolución de tiempo y el amplio rango ambiguo.

Los investigadores primero analizaron de forma exhaustiva parámetros como la pérdida de enlace entre satélites y tierra, Efecto Doppler, asimetría de tiempo de enlace, y ruido de la atmósfera, y descubrió que los enlaces de órbita alta permiten una comparación o difusión de frecuencia de tiempo más estable al aprovechar la larga duración, un amplio rango de visión común, y los efectos relativistas más bajos.

Luego, realizaron un experimento de transmisión de frecuencia de tiempo de satélite-tierra de alta órbita para simular enlaces con la pérdida de enlace, ruido de la atmósfera, y efectos de retardo.

Mediante amplificación de peine óptico de bajo ruido, Trayectoria óptica de interferencia de doble peine de alta estabilidad y baja pérdida, y muestreo lineal de alta precisión y alta sensibilidad, Los investigadores construyeron un espacio libre atmosférico horizontal de 16 kilómetros y un enlace de transmisión de tiempo-frecuencia de doble peine de alta precisión en Shanghai. El enlace de transmisión de frecuencia se dio cuenta de una inestabilidad de 4 10 ^-18 a las 3, 000 s con una pérdida media de 72 dB y un retardo de enlace de 1 s.

Basado en estos resultados, esperaban que la inestabilidad de la transferencia de tiempo-frecuencia a través de un enlace satélite-tierra de alta órbita pudiera llegar a 10 ^-18 A las 10, 000 s.