基于激光的高精度時間頻率傳遞和測距技術

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 時間頻率的基本概念 2
1.1.1 時間和頻率 2
1.1.2 時間頻率的傳遞、比對與同步 3
1.2 基本時間同步協(xié)議 4
1.2.1 搬運鐘時間同步協(xié)議 4
1.2.2 愛因斯坦時間同步協(xié)議 6
1.3 時間和頻率傳遞性能評估 9
1.4 測距與定位原理 10
1.5 基于激光的高精度時頻傳遞和測距技術 11
1.5.1 基于光纖的時頻傳遞技術 12
1.5.2 自由空間激光時間傳遞和測距技術 12
1.5.3 量子時間同步與定位技術 13
1.6 本書主要內容 14
第2章 光纖時間同步技術 15
2.1 基于SDH的光網(wǎng)絡時間同步技術 15
2.2 WR時間同步技術 17
2.2.1 精確時間協(xié)議 19
2.2.2 物理層頻率同步 20
2.2.3 精確相位測量 21
2.3 基于WDM的光纖時間同步技術 23
2.3.1 光纖時間同步研究進展 23
2.3.2 光纖時間同步方法 25
2.3.3 光纖時間同步系統(tǒng)中的傳輸時延抖動影響因素 29
2.3.4 光纖時間同步系統(tǒng)中的補償技術 33
2.3.5 光纖雙向時間同步系統(tǒng)不確定度評估 35
2.3.6 光纖時間同步網(wǎng)絡化方案 38
第3章 光纖微波頻率傳遞技術 45
3.1 光纖微波頻率傳遞研究進展 45
3.2 光纖微波頻率傳遞基本原理 47
3.2.1 光學相位補償 48
3.2.2 電學相位補償 50
3.2.3 基于激光頻率調制的光纖微波頻率傳遞及其電學相位補償 52
3.3 影響光纖微波頻率傳遞性能的因素分析 54
3.3.1 傳輸時延對傳遞性能的限制 54
3.3.2 頻率源噪聲的影響 57
3.3.3 光纖鏈路中寄生反射的影響 59
3.3.4 光纖色散效應 59
3.3.5 偏振模色散效應 60
3.4 光纖微波級聯(lián)傳遞技術 60
3.4.1 光纖微波頻率傳遞的后置補償 61
3.4.2 光纖微波級聯(lián)傳遞 63
第4章 光纖光學頻率傳遞技術 65
4.1 光纖光學頻率傳遞研究進展 65
4.2 光纖光學頻率傳遞基本原理 66
4.2.1 光纖傳輸相位噪聲分析 67
4.2.2 多普勒噪聲補償原理 68
4.2.3 拍頻探測 70
4.2.4 光纖散射效應 71
4.3 光纖光學頻率傳遞中噪聲補償?shù)南拗品治?73
4.4 通信波段窄線寬激光光源 75
4.4.1 基于高精度光學參考腔的窄線寬激光光源 75
4.4.2 基于光纖干涉儀的窄線寬激光器 77
4.5 遠距離光纖光學頻率傳遞技術 82
4.5.1 光纖光學頻率直連傳遞技術 82
4.5.2 光纖光學頻率級聯(lián)傳遞技術 86
4.6 新型光纖光學頻率傳遞與比對技術 89
4.6.1 基于用戶端補償?shù)囊粚Χ喙饫w光學頻率傳遞 89
4.6.2 基于光纖的雙向光學相位比對技術 92
4.6.3 基于本地端測量的雙向光學相位比對 96
4.6.4 通信光網(wǎng)絡無損接入技術 98
第5章 自由空間激光時間傳遞和測距技術 100
5.1 傳統(tǒng)激光測距方法 100
5.1.1 脈沖法激光測距 100
5.1.2 相干法激光測距 101
5.1.3 三角法激光測距 103
5.2 衛(wèi)星激光測距 105
5.2.1 衛(wèi)星激光測距系統(tǒng)的基本組成 105
5.2.2 衛(wèi)星激光測距誤差來源及改正 106
5.3 星地激光時間傳遞技術 107
5.3.1 星地激光時間傳遞系統(tǒng)構成 108
5.3.2 星地激光時間傳遞原理 109
5.3.3 星地激光時間傳遞的校準和誤差分析 110
5.3.4 激光時間傳遞研究進展 111
5.4 基于飛秒光頻梳的測距技術 116
5.4.1 飛秒光頻梳的特性 116
5.4.2 基于飛秒光頻梳的絕對距離測量方法 118
5.4.3 基于飛秒光頻梳測距的研究進展 128
第6章 量子時間同步技術 131
6.1 基于量子糾纏的時間同步技術 131
6.1.1 基于預糾纏共享的量子時間同步 131
6.1.2 基于分布式的量子時間同步 132
6.1.3 基于頻率糾纏光源到達時間測量的量子時間同步 132
6.2 基于平衡零拍探測和飛秒光頻梳的量子優(yōu)化時間測量技術 135
第7章 基于頻率糾纏光源到達時間測量的量子時間同步技術 138
7.1 基于頻率糾纏光源到達時間測量的量子時間同步原理 138
7.2 頻率糾纏光源的產(chǎn)生 140
7.2.1 量子糾纏 140
7.2.2 自發(fā)參量下轉換過程 141
7.2.3 自發(fā)參量下轉換效率 143
7.2.4 頻率糾纏源的理論基礎 145
7.2.5 頻率糾纏光源的量化 149
7.3 頻率糾纏光源的量子測量 156
7.3.1 二階量子關聯(lián)測量 157
7.3.2 頻率糾纏度及頻率關聯(lián)系數(shù)的測量 158
7.3.3 頻率不可分性及基于干涉的二階量子關聯(lián)測量 163
7.3.4 非局域色散消除 168
7.4 量子時間同步與定位協(xié)議 176
7.4.1 基于符合測量糾纏光子對的單向量子時間同步協(xié)議 176
7.4.2 基于糾纏光子的二階量子相干符合測量的時間同步協(xié)議 178
7.4.3 基于傳送帶協(xié)議的色散消除量子時間同步協(xié)議 180
7.4.4 消色散光纖量子時間同步協(xié)議 185
7.4.5 雙向量子時間同步協(xié)議 189
7.4.6 量子定位協(xié)議 192
第8章 基于平衡零拍探測和飛秒光頻梳的量子優(yōu)化時延測量 194
8.1 基于平衡零拍探測和飛秒光頻梳的量子優(yōu)化時延原理 194
8.2 量子光頻梳的產(chǎn)生 197
8.2.1 高壓縮度量子壓縮光場到量子光頻梳的研究進展 198
8.2.2 同步泵浦光學參量振蕩器的理論模型 199
8.2.3 SPOPO的閾值及超模定義 201
8.2.4 閾值以下SPOPO的量子起伏特性 202
8.3 本底參考脈沖光場的脈沖整形 204
8.3.1 脈沖微分技術研究進展 204
8.3.2 基于雙折射晶體的脈沖微分整形技術原理 205
8.3.3 基于4-f脈沖整形器的脈沖微分原理 207
8.4 載波包絡相位噪聲的抑制技術 209
8.4.1 飛秒脈沖激光源的載波包絡相位鎖定技術 210
8.4.2 超短脈沖額外載波相位噪聲抑制技術 211
第9章 結語 213
參考文獻 215