光频梳的产生方式主要有光调制与飞秒脉冲两种。光调制产生光频梳,是利用特定的调制技术,对连续激光进行调制。比如采用电光调制器或声光调制器,在激光中引入周期性的频率调制,使激光光谱在频域上分裂为一系列等间隔的频率分量,从而形成光频梳。这种方式产生的光频梳,在通信领域应用很多,可用于密集波分复用系统,增加通信容量。而飞秒脉冲产生光频梳,则基于飞秒激光器。飞秒激光器输出的超短脉冲,在时域上具有极短的持续时间,根据傅里叶变换,其在频域会展宽为一个宽带光谱。当满足特定条件,如在锁模机制作用下,这些宽带光谱中的频率分量会形成稳定的等间隔分布,进而产生光频梳。该方式产生的光频梳,在精密光谱学、光钟等对脉冲特性要求较高的领域表现出色 。光的频率密码:光频梳技术助力科研探索新领域。工业光频梳模拟
光频梳自 21 世纪初诞生以来迅速引起了极大关注。这源于其独特且优越的性能。在诞生之前,光学频率测量面临诸多难题,精度难以满足日益增长的科研与技术需求。光频梳的出现犹如一道曙光,它凭借稳定且精确的频率梳状结构,为光学频率测量开辟了全新路径。科研人员可以借助光频梳,深入研究原子、分子的精细能级结构,这对于理解物质的基本性质至关重要。在物理学前沿研究中,如检验爱因斯坦相对论的实验里,光频梳提供了高精度的频率参考,为验证理论的正确性发挥关键作用。因其巨大的科学价值和应用潜力,吸引了全球众多科研团队投身相关研究,推动光频梳技术不断向前发展,在短短时间内取得了一系列令人瞩目的成果 。重频锁定飞秒光频梳光源光频梳技术为光钟的实现提供了关键支持,使得原子钟的精度得到了极大的提升。
光钟是依托原子(如锶、镱原子)的光学跃迁频率 —— 这类跃迁频率远高于传统微波原子钟的微波跃迁频率,理论精度潜力提升 3 个量级以上,但需解决 “高频信号难以测量与锁定” 的关键难题,而光频梳正是解决这一困境的工具。它为光钟实现提供双重关键支持:一方面是 “频率衔接”,光钟的原子光学跃迁频率(通常在 10^15 Hz 量级)无法直接与微波频标(10^9 Hz 量级)比对,光频梳如同 “纽带”,其等间隔梳齿可同时覆盖光学频段与微波频段,将光钟的高频光学信号 “降频” 为可与微波频标校准的信号,实现光钟频率的溯源;另一方面是 “频率锁定”,科研人员通过将光频梳的梳齿频率锁定到光钟的原子光学跃迁线上,让光频梳成为 “稳定中介”,反过来控制激光的频率稳定性,使驱动光钟的激光频率紧紧跟随原子跃迁频率,避免外界干扰导致的频率漂移。
在精密光谱学领域,光频梳能够精确测量原子、分子的光谱特征,帮助科学家深入了解物质的微观结构与相互作用。例如,在研究大气中痕量气体成分时,通过光频梳技术,可实现对气体分子吸收光谱的超高分辨率测量,识别出极其微量的有害气体,助力环境监测与保护。在天文学中,利用光频梳校准天文望远镜的光谱仪,能够更准确地测量天体的光谱红移,为探索宇宙的演化和结构提供关键数据。在光学测距方面,光频梳的应用使得测量精度达到了前所未有的高度,无论是微小物体的尺寸测量,还是远距离的空间测距,都能轻松应对,为航空航天、工业制造等众多领域的发展提供了坚实支撑。光的频率舞者:光频梳技术揭秘科研测量新奥秘。
光频梳的产生主要有以下几种方式:基于光学参量振荡器的产生方式。这种方式通过非线性光学介质中的光学参量过程产生频率梳状光谱。这种方法的优点是可以产生宽频带的频率梳,覆盖可见光到近红外等多个波段。此外,基于光学参量振荡器的光频梳还可以通过调节泵浦光的参数,实现频率的灵活调节。基于调制技术的产生方式。这种方式通过在激光器中加入调制器,对激光进行调制,从而生成频率梳状光谱。这种方法的优点是可以实现高速、高精度的频率梳产生,并且可以通过改变调制参数实现灵活调节。此外,基于调制技术的光频梳还可以与其他光学器件集成,实现紧凑的光学系统。飞秒激光光学频率梳,简称飞秒光梳,是一种脉冲间隔在飞秒级别的脉冲光。紫外光频梳市场
光频梳:解锁光学测量新境界,探索未知世界。工业光频梳模拟
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 。工业光频梳模拟
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...