光频梳的命名源于其独特外观。从频域视角看,它呈现为一系列等间隔的分立光谱,恰似日常生活中的梳子齿。这些梳齿般的光谱,间隔由锁模激光重复频率决定,位置由载波包络相位等因素固定。形成过程涉及复杂物理机制,如基于锁模激光器,通过锁定激光器内所有振荡纵模相位,产生周期性超短脉冲,经傅里叶变换得到光频梳光谱。这种特殊光谱结构,为其在光学测量、光谱分析、频率标准等众多领域应用奠定基础,形象的名字也让人们更易理解和记住这一重要光学技术 。光频梳:领引光学技术新潮流,助力科研创新发展。飞秒光频梳采购
在光学频率测量领域,光频梳占据着无可替代的地位。传统测量方法在面对高精度、宽频带测量需求时往往力不从心,光频梳却能轻松应对。它提供了一系列均匀间隔且相位相干稳定的频率分量,如同精确的频率标尺。可直接用于测量连续激光器频率,还能对复杂光谱进行精细分析。在光通信领域,需对大量光信号频率精确校准,光频梳能快速准确完成任务,保障通信系统稳定运行;在激光频率计量中,作为标准频率参考,为其他测量设备校准提供依据。其重要性体现在推动光学频率测量技术不断进步,满足现代科技对高精度频率测量的迫切需求 。光频梳光频梳原理光频梳的生成依赖于非线性光学效应,如调制不稳定性和四波混频等过程。
红外光频梳的出现,为光学测量和光谱分析带来了革新性的突破。传统的光谱分析技术往往受限于分辨率和测量精度,而红外光频梳则能够提供极高的频率分辨率和测量精度,使得研究人员能够更准确地研究物质的光学性质和行为。此外,红外光频梳在通信、传感和量子计算等领域也有着广泛的应用前景。在通信领域,红外光频梳可以作为高精度的光源,用于实现高速、大容量的光通信。在传感领域,红外光频梳的高灵敏度和高分辨率使得它能够用于检测微小的物理量变化,如温度、压力和浓度等。而在量子计算领域,红外光频梳则可用于实现精确的量子比特操作和测量。
光频梳技术是光钟发展的关键支撑。光钟作为下一代高精度时间频率基准,对时间测量精度要求极高。光频梳能将微波频标与光频直接连接,实现从兆赫兹到太赫兹的直接频率传递。在光钟系统中,光频梳可作为高精度频率参考,对原子跃迁频率进行精确锁定和测量。通过精确控制光频梳的重复频率和载波包络相位,极大降低光钟的频率不确定性,使原子钟精度得到数量级提升。这一提升意义重大,在全球卫星导航系统中,时间基准可提高定位精度;在基础物理研究中,有助于验证更精确的物理理论,推动科学技术向更高精尖方向发展 。随着光频梳技术的不断完善和发展,我们有理由相信它将在未来光学研究和应用中发挥更加重要的作用。
光频梳高度的稳定性和可重复性是其主要优势。稳定性方面,无论是基于锁模激光器,还是微谐振腔系统产生的光频梳,都通过复杂技术手段,将频率波动控制在极小范围。如在基于掺铒光纤系统的光学频率梳中,通过精密的反馈控制,能保证梳齿频率长期稳定。可重复性则体现在,在相同实验条件下,光频梳能多次产生几乎完全一致的频率梳状光谱。这种特性让光频梳在精密测量中可靠性极高,例如在高精度光谱测量中,多次测量结果高度一致,科研人员能基于此准确分析物质特性,为科学研究、工业生产中的高精度检测等提供坚实保障 。光频梳在光学频率测量领域发挥着至关重要的作用。光频梳光频梳通信
在光频梳出现以前,对光频进行一次精确测量需要采用大规模的频率链。飞秒光频梳采购
光频梳是一种能够产生一系列具有精确延迟脉冲的激光器。其工作原理基于锁模技术,通过巧妙调控激光腔内的增益与损耗,让激光以极短脉冲的形式输出。这些脉冲在时间域上呈现出等间隔分布,犹如一把细密梳子的齿。在频域中,对应的频率梳状结构具有极高的频率精度和稳定性。每个梳齿的频率间隔精确可控,这种独特性质使得光频梳在众多领域展现出巨大潜力。在精密光谱测量中,它可作为超高精度的频率标尺,分辨原子、分子光谱的细微特征;在光通信领域,有助于实现超高速、大容量的数据传输,大幅提升通信效率,为现代科技发展注入强大动力 。飞秒光频梳采购
光频梳并非普通的脉冲激光器,是时域与频域的耦合——时域上,它输出重复频率稳定的超短脉冲序列,脉冲间延迟可精确调控至飞秒(10^-15秒)甚至阿秒级;频域上,这些脉冲会展开为一系列等间隔、高相干的频率分量,形似梳子的齿均匀分布,“光频梳”的命名便源于此形象特征。实现这一特性的关键是锁模技术:通过主动(如电光调制)或被动(如可饱和吸收)方式,迫使激光腔内不同频率的光场形成固定相位关系,既生成超短脉冲,又保证频域分量的间隔严格等于脉冲重复频率(通常在MHz至GHz量级)。为进一步提升精度,光频梳常与原子钟、光学参考腔结合,将频率稳定性控制在10^-15量级,相当于数百万年误差不超过1秒,远超传统光源...