近日，中国科学院国家授时中心的研究团队在可移动光纤干涉仪稳频激光技术方面取得了显著进展。这一成果不仅为高精度地基授时系统的光纤光频传递提供了可靠光源，也为未来空间科学任务中的关键应用奠定了坚实基础。

由张首刚、董瑞芳、刘涛和高静等科学家组成的团队，针对“高精度地基授时系统”对光纤光频传递光源的严格要求，创新性地将动力学理论、优化算法模型与数值模拟实验相结合，成功解决了光纤干涉仪在复杂工作环境下的振动免疫问题。这项技术的突破，使得干涉仪稳频激光系统能够更好地适应实际应用场景，特别是在需要高度稳定性和精确度的任务中。

高静作为项目的第一完成人，带领团队采用了一种多因素多目标的正交算法来优化光纤干涉仪支架的振动灵敏度。通过综合平衡法和综合评价法，他们成功研制出具有三维超低振动敏感度的光纤干涉仪。此外，团队还首次建立了光纤干涉仪的综合动力学模型，并利用动力学理论分析、有限元模拟以及实验测试等多种手段验证了该装置（包括其支架）的优异抗振性能。

此次研究成果已在国际知名期刊《Optics and Laser Technology》和《Current Optics and Photonics》上发表，论文题分别为《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》。

基于光纤干涉仪稳频的超低噪声激光系统是实现高精度光纤光频传递的关键光源之一。而光纤干涉仪作为这种激光系统的核心部件，其稳定性直接影响到整个系统的性能。研究团队所开发的新型光纤干涉仪，因其出色的抗振特性，不仅基本满足了当前“高精度地基授时系统”的需求，而且展现了在未来重大空间科学任务如空间引力波探测和重力场测量等领域中的广泛应用前景。

随着这些技术进步的逐步推广，可以预见，在不久的将来，无论是地面还是空间中的精密计时和科学研究都将受益于更加稳定可靠的光纤稳频激光技术。这标志着我国在相关领域的自主创新能力得到了进一步提升，也为全球科学技术的发展贡献了中国智慧与中国力量。

光纤干涉仪介绍

光纤干涉仪是一种利用光波的干涉原理进行精密测量的仪器，它基于光纤技术，能够实现对位移、温度、压力等物理量的高精度检测。由于光纤具有重量轻、体积小、抗电磁干扰能力强等特点，光纤干涉仪在科学研究、工业监测以及医学诊断等领域有着广泛的应用。

光纤干涉仪的基本原理

光纤干涉仪的工作原理基于光的干涉现象。当两束相干光相遇时，它们会相互叠加产生干涉图样。根据光源与探测方式的不同，可以分为多种类型，如迈克尔逊（Michelson）、马赫-曾德尔（Mach-Zehnder, MZ）和萨格纳克（Sagnac）干涉仪等。这些不同类型的干涉仪都可以通过光纤来实现，并且每种都有其特定的应用场景。

迈克尔逊干涉仪：这是一种分束器将入射光分成两束，然后这两束光经过不同的路径后重新合并，在探测器上形成干涉图案。

马赫-曾德尔干涉仪：这种结构中，光被分成两条独立的路径，每条路径上的相位变化反映了该路径上的环境条件的变化，比如温度或应力的变化。

萨格纳克干涉仪：主要用于旋转速度的测量，它是基于环形光纤中的光传播方向相反而产生的相位差来进行工作的。

光纤干涉仪应用领域

传感技术：用于测量温度、应变、振动等参数。例如，在桥梁健康监测系统中使用光纤传感器来监测结构的安全状态。

通信网络：在长距离光通信中作为信号处理设备的一部分，提高数据传输的质量。

科学研究：如量子信息科学领域，用来实验验证量子力学中的某些理论。

医疗保健：开发出微型化的光纤探头用于体内成像或者生物组织分析。

光纤干涉仪优点

高灵敏度

能够实现远程非接触式测量

对环境因素（如电场、磁场）不敏感

易于集成到现有系统之中

CTNT中为检验技术是华南地区专业的激光设备检测和认证机构，如果您有激光设备需要检测和认证，欢迎来电咨询！