澳大利亞國際射電天文學研究中心（ICRAR）和西澳大利亞大學（UWA）等機構的研究人員創造了在大氣層中最穩定傳輸激光信號的世界紀錄。相關論文2021年1月22日發表于《自然—通訊》。
該團隊將相位穩定技術與先進的自導向光學終端相結合，實現了此次最穩定的激光傳輸。換句話說，這些技術允許激光信號從一個點發送到另一個點，而不會受到大氣的干擾。
研究人員介紹，這項新技術有效地消除了大氣湍流，實現了在3D模型中校正大氣湍流，即調整左右、上下。更重要的是，保持其沿著飛行路線運動，就好像飄浮的大氣被移走了。它允許在大氣中發送高穩定的激光信號，同時保持原始信號的質量。這一結果可謂是用一個通過大氣傳輸的激光系統比較兩個不同地點間時間流動的全球最精確的方法。
這項研究有廣闊的應用前景，可以用來精確地檢驗愛因斯坦的廣義相對論，或者發現基本物理常數是否隨著時間而變化。同時，這項技術的精確測量能力在地球科學和地球物理學中也有實際用途，如可以改進有關地下水位如何隨時間變化的衛星研究或尋找地下礦藏。
此外，光通信是一個利用光來傳送信息的新興領域，它還有更多潛在的好處。光通信可以安全地在衛星和地球之間傳輸數據，其速率比目前的無線電通信要高得多。研究人員介紹，該技術可以幫助人們將衛星到地面的數據傳輸速率提高幾個數量級，下一代大型數據收集衛星將能更快地將關鍵信息傳送到地面。
據了解，該研究使用的相位穩定技術最初是為實現平方公里陣列望遠鏡同步傳入信號而開發的。這個耗資數十億美元的望遠鏡計劃在西澳大利亞和南非建造。■
《科學新聞》 (科學新聞2022年2月刊 封面)