实现大型科学应用中飞秒级时间同步方案

实现大型科学应用中飞秒级时间同步的光学突破

粒子加速器

粒子加速器是现代物理研究的基石，它们通过加速并碰撞粒子来探索物质的基本构成。这些设施中的每一个组件，从注入系统到束线，都需要极端精确的时间同步来确保实验的准确性。

射电望远镜阵列

射电望远镜阵列依赖精确的时间同步来协调多个望远镜的观测数据，这对于深入理解宇宙结构和起源至关重要。

在这两种应用中，任何时间偏差都可能导致实验结果的不准确，从而阻碍科学发现的进程。这些应用场景要求每个组件的时间同步必须达到飞秒级，以保证实验数据的准确性和可靠性。例如，粒子加速器中的高精度时间同步直接关联到实验的成功，而射电望远镜阵列需要极高的时间同步精度来精确对准多个望远镜。

面对这一挑战，Menhir Photonics的MENHIR-1550系列在亚飞秒时间同步领域中展现出了其独特的价值。

Menhir Photonics 提供的锁模激光器具有极低的相位噪声以及极高的可靠性。下图显示了 MENHIR-1550 系列激光器的典型相位噪声测量，在 10 GHz 载波上测量，即第 40 次谐波（250 MHz 脉冲重复频率）。请注意，测量的本底噪声将积分定时抖动限制为大约 500 as（阿秒）。

在 10 GHz 谐波下测量的自由运行 MENHIR-1550 250MHz 激光器的相位噪声功率谱。

对于同一自由运行的激光器，积分时间抖动从 10 MHz 开始。

这些特性保证了信号传输的极高稳定性，使MENHIR-1550系列成为粒子加速器和射电望远镜阵列等应用的理想选择。MENHIR-1550系列通过其孤子锁模激光技术，可以在粒子加速器中实现史无前例的时间同步精度。这种精度的提升不仅提高了实验数据的质量，同时还增强了粒子加速器的整体性能[1]。而在射电望远镜阵列的应用中，MENHIR-1550系列激光器可以确保观测数据的同步精度，以实现精确的望远镜指向、处理仪器的同步和观测数据的在线操作，使研究人员能够以更高的分辨率和精确度探测远处的宇宙现象[2]。

随着科技的发展，MENHIR-1550系列的应用还可能会扩展到量子计算、深空探测等更多前沿领域。在量子计算中，精确的时间同步是实现量子位稳定性的关键，而在深空探测中，精确的时间同步对于精确导航和深空通信至关重要。

MENHIR-1550系列的技术优势主要体现在其被动重复频率的稳定性和市场领先的时间抖动水平。这一系列产品通过其先进的锁模激光技术，在数百米距离上实现亚飞秒级的时间同步，将为科学研究提供前所未有的精确度和稳定性。

参考文章：

nature.com

ieee.org