建筑物顶部的一个自导向光学终端。图片来源：ICRAR/UWA

近日，国际射电天文学研究中心（ICRAR）和西澳大利亚大学（UWA）的研究人员创造了在大气层中最稳定传输激光信号的世界纪录。相关论文发表于《自然—通讯》。

该团队将澳大利亚的“相位稳定”技术与先进的自导向光学终端相结合，实现了世界上最稳定的激光传输。换句话说，这些技术允许激光信号从一个点发送到另一个点，而不会受到大气的干扰。

该论文主要作者、ICRAR和UWA的博士生Benjamin Dix-Matthews表示，这种技术有效地消除了大气湍流。“我们可以在3D模型中校正大气湍流，即调整期左右、上下，更重要的是，保持沿着飞行路线。”他说。

“就好像移动的大气被移走了，不存在了。”Dix-Matthews说，“它允许我们通过大气发送高稳定的激光信号，同时保持原始信号的质量。”

这一结果是世界上最精确的方法，可以用一个通过大气传输的激光系统比较两个不同地点之间的时间流动。ICRAR-UWA高级研究员Sascha Schediwy说，这项研究有令人兴奋的应用。

“如果你在地面上安装一个光学终端，在太空中的卫星上也安装一个，那么你就可以开始探索基础物理理论了。”Schediwy说，“人们能比以往任何时候都更精确地检验爱因斯坦的广义相对论，或者发现基本物理常数是否随着时间而变化。”这项技术的精确测量能力在地球科学和地球物理学中也有实际用途。

“例如，这项技术可以改进地下水位如何随时间变化的卫星研究，或寻找地下矿藏。”Schediwy说。光通信是一个利用光来传送信息的新兴领域，它还有更多潜在的好处。

光通信可以安全地在卫星和地球之间传输数据，其速率比目前的无线电通信要高得多。Schediwy说：“该技术可以帮助我们将卫星到地面的数据传输速率提高几个数量级。下一代大型数据收集卫星将能更快地将关键信息传送到地面。”该技术背后的相位稳定技术最初是为平方公里阵列望远镜同步传入信号而开发的。这个耗资数十亿美元的望远镜将于2021年在西澳大利亚和南非建造。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-020-20591-5