近期，中国科学院上海光学精密机械研究所（简称“上海光机所”）空天激光技术与系统部的研究团队在基于激光时频同步的精密测量研究方面取得了显著进展。研究成果分别发表于《Optics Express》和《Journal of Lightwave Technology》，展示了高精度激光时频同步技术在提升测量精度和稳定性方面的巨大潜力。
研究背景与意义
高精度激光时频同步技术是现代科技发展的重要支撑，广泛应用于导航定位、通信网络以及深空探测等多个关键领域。该技术通过实现皮秒甚至飞秒级别的超高精度时间同步，极大地提高了精密测量的准确性与可靠性。随着对物理量定义、物理常数测量和物理定律检验精度要求的不断提升，这项技术的重要性愈发凸显。
技术创新点
此次研究中，上海光机所的科学家们提出了一种新颖的脉冲时间信号辅助远距离高精度时延测量方法。这种方法首次将时频同步中的脉冲时间信号引入到远距离时延测量中，并结合伪码信号和正弦微波信号完成三级时延测量。这一组合方案巧妙地解决了传统方法中存在的周期模糊问题，实现了上万公里测量范围内的亚皮秒级精度，实验室测试结果表明其测量精度优于±0.1 ps，采样率达到100 ms，可测量光纤范围超过100 km。
此外，研究团队还开发了一种基于光学锁相和多制式信号融合的运动目标参数测量方法。利用主动光学锁相系统中的光相位补偿量来推算目标的速度，并结合激光幅度调制的时间信号和伪码信号获取目标初始位置信息。实验结果显示，在4秒积分时间内，线速度测量误差仅为4.6 µm/s，而距离测量误差为26 µm，能够持续跟踪目标的移动情况。
应用前景
这些突破性的成果不仅标志着我国在高精度激光时频同步技术上的新高度，也为未来精密测量技术的发展提供了强有力的支持。特别是对于远距离高精度测量场景的应用，如卫星通讯、地球观测等领域，这些新技术展现出巨大的应用潜力。上海光机所的研究将继续推动相关技术的进步，助力国家科技创新能力的进一步提升。
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