科学家创造了激光信号在大气中最稳定传输的世界纪录

江苏激光联盟导读：

国际射电天文学研究中心（ICRAR）和西澳大利亚大学（UWA）的科学家将澳大利亚的“相位稳定（phase stabilisation）”技术与先进的自引导光学终端（self-guiding optical
terminals）相结合，创造了激光信号在大气中最稳定传输的世界纪录。这些技术结合在一起，使得激光信号可以在不受大气干扰的情况下从一个点发送到另一个点，帮助我们增加提高数据从卫星到地面的传输速率，其增加的速度可以是好几个数量级的增加。这一研究成果发表在顶刊《Nature Communications》上。

来自国际射电天文学研究中心（International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR)）和西澳大利亚大学（University of Western Australia
(UWA)）的研究人员宣称，他们的团队获得了迄今为止，在大气中进行传输最为稳定的激光信号。这一工作由来自UWA和ICRAR的研究人员联合法国国家航天中心和位于巴黎天文台的法国计量实验室时空参考系统的科学家们一起研究出来的结果。这一进步有助于检验爱因斯坦的广义相对论。

研究团队结合了UWA的相稳定技术，发展了一个平方公里阵列望远镜，该望远镜具有先进的自导光终端。这一结合使得激光信号可以从一点传输到另外一点而不会受到大气的干扰。

依据UWA的博士研究生Benjamin Dix-Matthews的说法：这一技术有效的排除了大气湍流的影响。

▲图解：a 实验链接的框架图。两个同一的相稳定系统在CNES校园进行实施。两个系统均在Auger建筑物（当地的一个近点位置）进行他们的传输，并且两个吸收器均位Lagrange建筑物内（远距离的一个建筑物）。一个系统传输的光信号在建筑物之间利用倾斜主动光学终端（tip-tilt active optics
terminals）在超过256m的自由空间于进行传输，而另外一个则通过715m的光纤进行传输。两个光学信号的传输的相对稳定性在远端进行测量。符号说明：QPD, quad-photodetector（四光电探测器）; Pol, polarization controller（偏振控制器）; PD, photodetector（光（电探）测器）; PLL, phase-locked
loop（锁相回路）; AOM, acousto-optic modulator（声光调制器）; FM, Faraday mirror（法拉第镜）; EDFA, erbium-doped fiber amplifier（掺铒光纤放大器）; Mix, radio frequency electronic mixer（射频电子混频器）. 卫星图像来自Google地图 . b
在局部近位置的有源光终端；c 在局部近位置的局部点的相稳定系统的发射机部分. d 位于远端的相稳定系统的吸收机部分 。

我们可以在３D层面对大气湍流进行校正，即，左右，上下和比较严重的，沿着飞行的线进行， Dix-Matthews说到，正如移动的大气同它曾经所移动的一样，并不会存在。这就使得我们可以通过大气输送高度稳定的激光信号而与此同时保持原始信号的高质量不发生改变。。

由于传输不可避免的会到环境因数的影响，因此它有潜力在实验过程中作为一个极端精密的办法来在两个位置的时间的流动进行比较。

如果你有一个这类光学端机位于地面，另外一个位移太空中的卫星上，你就可以开始探索基础物理，ICAR-UWA的研究人员 Sascha Schediwy说到。

由于该技术所具有的高度稳定性，这一技术同时在光通讯领域也具有潜在的应用。

我们的技术可以帮助我们增加数据从卫星到地面的传输速率，其增加的速度可以是好几个数量级的增加，Schediwy 说到，下一代的大数据采集卫星将会实现将关键数据以更快的速度传输到地面。

这一研究成果发表在近期出版的顶刊《Nature Communications》上。