近期，中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部研究团队提出了一种新型光纤射频相位同步方案。相关成果以“Fiber-based radio frequency phase synchronization scheme without time benchmark”为题发表在Optics Letters上。
光纤时频传递系统常采用主动或被动链路噪声补偿方案，从而实现传输前后信号的实时相位差稳定，即频率同步技术。但该技术无法直接实现频率信号的实时绝对相位稳定，即相位同步。现有的基于时间基准的绝对相位同步方法通常利用经过同步的秒脉冲来校准频率相位，可实现优于相位周期1%的相位抖动。然而，该方法通常在相位校准前需进行复杂的时间同步，带来了额外的时间延迟和系统复杂度。
研究团队提出了一种新型的光纤射频相位同步方案，该方案利用频分复用技术，无需时间基准即可实现相位同步。实验结果显示，通过切换四段相同长度的50公里光纤链路，并测量传输前后的1 GHz相位差，获得了优于2皮秒的相位同步精度，对应于1 GHz频率信号的角精度低于0.72°，远小于1 GHz载波频率相位周期的1%。实验同时研究了色散效应对相位同步精度的影响，测量了不同光纤链路长度下，传输前后的1 GHz信号相位差，实验结果与色散效应的理论拟合结果一致。该方案将在分布式相参雷达、射电望远镜阵列等对高精度时频相同步有较高要求的应用场景中具有广泛的应用前景。
图1.传输前后的1 GHz信号相位差
图2.不同光纤长度时相位差及其拟合结果
