由光学学会 研究人员将一个100公里区域内的三个实验室与一个足以连接光学原子钟的光纤电信网络连接起来
信用:桥本智哉赤冢，日本电报电话公司 日本的一个学术-工业团队已将一个100公里区域内的三个实验室与一个光纤电信网络连接起来，该网络足够稳定，可以远程询问光学原子钟
这种类型的光纤链路有望通过创建一个可用于通信和导航系统等广泛应用的基础设施来扩大这些极其精确的计时器的使用
“用于光学时钟的激光系统极其复杂，因此在多个地点建造是不切实际的，”电信公司日本电报电话公司(NTT)的研究小组成员桥本智哉·赤冢说
“通过我们的网络方案，共享激光将使光学时钟能够用简单得多的激光系统操作远程时钟
" 在光学学会(OSA)杂志《光学快报》上，来自NTT、东京大学、RIKEN和NTT东方公司(NTT东方)的研究人员报道了这种新的低噪声光纤链路
“光学时钟和光纤链路已经达到了可以投入实际使用的阶段，”赤冢说
“我们的系统与现有的光通信系统兼容，将有助于加速实际应用
例如，因为光学时钟对重力势很敏感，所以联动时钟可以用于对地震早期征兆的高灵敏度检测
" 处理噪音 由于光学时钟的极高精度，当通过长光纤链路连接光学时钟时，噪声是一个关键问题
即使是微小的振动或温度变化也会在网络中引入噪声，使激光信号产生足够的偏斜，以至于它不再反射最初来自光学时钟的信号
新的低噪声网络可以扩展到在日本创建一个光学点阵时钟网络(概念如图)
信用:桥本智哉赤冢，日本电报电话公司 “虽然简单连接远程时钟的光学时钟网络已经在欧洲得到了验证，但我们的方案更具挑战性，因为用传输的光操作远程时钟需要更稳定的光纤链路，”Akatsuka说
“此外，日本的城市环境往往会给光纤网络带来更多噪音
为了应对这种噪声，我们使用了级联链路，将一根长光纤分成较短的跨度，由超低噪声激光中继站连接，中继站中集成了平面光波电路
" 在小型可编程逻辑控制器芯片上制造的光学干涉仪是实现极低噪声光纤链路的关键
这些干涉仪用于激光中继站，将接收到的光的光学相位复制到中继激光器，然后通过光纤噪声补偿发送到下一站
对每个短跨距应用噪声补偿使得激光信号对噪声不太敏感，因此更稳定
“在可编程逻辑控制器芯片上制造的光学干涉仪具有前所未有的稳定性，并提供了一个紧凑、鲁棒和超低噪声的光学系统，”Akatsuka说
“在日本等噪声环境中构建级联光纤链路时，这非常有利
" 连接实验室 为了演示该系统，研究人员通过一根光纤将波长为1397纳米的激光从瑞典皇家理工学院传送到东京和NTT大学
利用另一条光纤链路，他们测量了东京大学和NTT大学共享激光器之间的拍频信号，以评估一条240公里长的光纤环路的链路稳定性
正如预期的那样，结果显示级联链路优于非级联链路
这种激光器的1397纳米波长是用来制造最稳定的光学时钟锶光学点阵时钟的两倍
这意味着光纤网络可以通过一个共享的激光器来操作许多远距离的锶光学晶格时钟
研究人员现在正在准备光学点阵时钟，以演示使用这种光纤链路的时钟网络，并致力于使系统的电子组件更加实用
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