91km 空心芯纤维上高精度时间传递：抗色散与非线性
光学
2026-05-14 v1
摘要
为解决标准单模纤维（SMF）在长距离高精度时间传递中所面临的色散和环境敏感性的根本限制，我们系统探索了空心芯纤维（HCF）的应用潜力，通过对比实验实现了 HCF 与 SMF 链路在 91km、68km 和 54km 距离上的直接比较。我们量化评估了关键非相互作用误差源——光学 Kerr 效应和色散——在不同激光功率、波长漂移和环境扰动下的影响。实验结果表明，HCF 的色散显著抑制，平均系数为 3.4 ps/nm/km，且对环境的敏感性低于 SMF。值得注意的是，在 91km 链路上，HCF 的信噪比（SNR）提升超过 24 dB，时间偏差控制在 80 ps 以内，而 SMF 的时间偏差则超过 600 ps，且基本不受功率和波长波动的影响。在 24 小时昼夜监测下，68km HCF 链路表现出强鲁棒性，环境引起的时间延迟波动为 776 ps，仅为 SMF 的 3166 ps 的 24.5\%。因此，时间传递稳定性以时间偏差（TDEV）评估，在积分时间为 1000 s 时达到 0.2 ps，较 SMF 提升约为一倍。这些发现表明 HCF 作为传输介质具有低时延、低非线性和高热稳定性，为下一代超稳定长程时间-频率分布网络铺平了道路。
关键词
引用
@article{arxiv.2605.13272,
title = {Robust High-Precision Time Transfer over 91-km Hollow-Core Fiber: Immunity to Dispersion and Nonlinearity},
author = {Bo Liu and Xinxing Guo and Jiang Chen and Huibo Hong and Qian Zhou and Xiang Zhang and Ru Yuan and Rongduo Lu and Tao Liu and Ruifang Dong and Shougang Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.13272},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 8 figures