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“時間折疊”使皮秒級任意序列發生器成為現實
2018-07-16 07:14:49 來源: 科技日報
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  記者從中國科大獲悉,該校杜江峰院士領導的科研團隊,提出並實現了一種可以突破時鐘速度極限的時序發生方法,實現了時間分辨率達5皮秒的任意序列發生器,將高精度時間序列發生功能的時間精度首次提升至皮秒量級。該成果作為頭條文章日前發表在《科學儀器評論》上。

  高精度的序列發生器廣泛應用于高端儀器、測試測量、前沿科學研究等重要領域,其可用于産生高時間分辨率的控制脈衝序列,對各分係統進行高精度同步控制。目前,高精度序列發生器在量子計算、量子精密測量、自動化控制與測量、脈衝成像技術、醫學診療等諸多方向得到廣泛應用。在過去的數十年中,序列發生技術絕大部分採用高速時鐘法,這種方法中序列的時間精度依賴于時鐘速度(1 GHz頻率的時鐘即等同于1 ns的時間分辨率),提高序列時間精度即需提高時鐘速度。然而,技術上實現10 GHz以上速度的時鐘難度很大,利用現有技術得到皮秒量級的時序發生功能是極其困難的。

  杜江峰團隊創新性地提出一種稱之為“時間折疊”的高時間精度序列發生方法,與“時間內插”法相結合,不僅突破了傳統的高速時鐘法實現序列發生的時間精度的上限,得到皮秒量級的序列發生功能,還同時在皮秒尺度改善序列發生的時間線性,保障高質量、高穩定度的序列發生功能。測試表明,新的序列發生技術可實現時間分辨率為5皮秒、動態范圍為5納秒至10秒的序列發生功能。新提出的“時間折疊”技術還提供了進一步提升時間性能的潛力。

  這一技術可以廣泛應用到各類需求高時間精度序列發生功能場合,對前沿科學的進步和技術發展起到重要的推動作用。(記者吳長鋒)

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【糾錯】 責任編輯: 張樵蘇
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