光频梳种子源光谱宽度

气体种子源的宽调谐范围源于气体分子能级丰富，通过改变放电参数（如电流、气压）可实现波长连续调节，例如染料激光器种子源调谐范围达数百纳米，覆盖可见光至近红外。高光谱纯度体现为单模输出时线宽可窄至 kHz 级，无多余杂散谱线。在科研领域，量子光学实验中，其可调谐特性用于精确匹配原子能级跃迁；天文观测的高分辨率光谱仪依赖它校准星光频率，探测系外行星。光谱分析中，它能激发物质特定能级，识别复杂混合物成分，如环境监测中同时检测多种挥发性有机物，石油勘探中分析原油的分子结构，这些场景均对光源的调谐灵活性与光谱纯净度有严苛要求。激光器种子源的未来发展趋势。光频梳种子源光谱宽度

高性能种子源需满足三大关键指标以支撑超短脉冲输出：一是脉冲宽度稳定性，需控制脉冲宽度波动＜5%（长期），避免下游放大后脉宽展宽不均 —— 例如飞秒激光加工中，脉宽波动过大会导致材料 ablation（烧蚀）深度不一致，影响加工精度；二是载波包络相位（CEP）稳定性，CEP 漂移会破坏超短脉冲的电场周期性，而高性能种子源通过主动稳频技术（如 f-2f 干涉法）可将 CEP 抖动控制在百阿秒（as）级，为阿秒激光生成、量子调控等前沿领域提供基础；三是低噪声特性，种子源的强度噪声与相位噪声会被放大器放大，需通过窄线宽增益介质（如掺铒氟化物光纤）与被动锁模优化，确保脉冲序列的时间域纯净度。皮秒激光种子源平均功率激光器种子源是激光器中的一个重要组成部分。

种子源的种类繁多，包括固体激光器、气体激光器和半导体激光器等。固体激光器以固体材料作为增益介质，常见的有掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）激光器。其增益介质具有较高的增益系数，能够输出高能量、高功率的激光脉冲，在工业加工等领域广泛应用，例如用于金属材料的焊接与切割。气体激光器则以气体作为增益介质，氦氖（He-Ne）激光器便是典型案例。它输出的激光具有极好的单色性和稳定性，常用于精密测量、光学干涉实验等对激光光束质量要求极高的场景。半导体激光器体积小巧、效率高，以半导体材料为增益介质，如常见的砷化镓（GaAs）激光器。其广泛应用于光通信领域，作为光纤通信系统中的光源，实现高速率的数据传输；在日常消费电子中，如激光打印机、光驱等设备也离不开半导体激光器 。

激光器种子源的调制性能，本质是其根据外部电 / 光信号实时改变输出激光参数（幅度、频率、相位、偏振）的能力，是支撑复杂信号处理与通信系统 “高速、高保真、多维度” 传输的基础。其关键指标包括调制速率、调制深度、线性度与响应带宽，直接决定系统能否承载高密度信号与抗干扰能力。从调制方式看，不同种子源依托技术特性适配不同场景：半导体种子源凭借 “直接电流调制” 优势，可实现 10-100GHz 超高速幅度 / 频率调制，例如在 5G/6G 光通信中，通过调整驱动电流改变载流子浓度，使激光幅度随基带信号实时变化，且响应时间＜1ns，满足 100Gbps 以上高速信号传输需求；光纤种子源则通过 “电光调制器（EOM）” 实现相位调制，借助 LiNbO₃晶体的电光效应，将电信号转化为激光相位变化，调制线性度＞0.95，可减少信号失真，适配相干光通信中基于正交相移键控（QPSK）的复杂调制格式。
常见的光频梳种子源实现方法.

在复杂信号处理领域，调制性能决定信号处理的精度与维度：例如在雷达信号处理中，种子源需实现线性调频（LFM）调制，要求频率随时间线性变化的偏差＜0.1%，半导体种子源通过锁相环（PLL）与直接频率调制结合，可生成带宽 1-10GHz 的 LFM 信号，满足高分辨率雷达对距离 / 速度测量的需求；在量子信号处理中，相位调制的精度需达毫弧度级，光纤种子源搭配高精度 EOM，可实现量子密钥分发（QKD）中量子态的调控，保障通信安全。通信系统中，调制性能直接影响系统容量与可靠性：若种子源调制深度不足（＜80%），会导致信号信噪比下降，增加误码率；调制速率低于系统需求（如通信系统需 50GHz，种子源只支持 20GHz），则无法承载高密度数据传输。此外，调制响应带宽需覆盖信号带宽的 1.5 倍以上，避免信号失真，例如在卫星通信中，种子源需在 1-20GHz 带宽内保持稳定调制，以应对复杂电磁环境下的多频段信号处理。未来，随着太赫兹通信、量子通信的发展，种子源需向 “超高速（＞1THz 调制速率）、高线性度（＞0.99）、多维度调制（幅度 - 相位 - 偏振联合调制）” 升级，进一步满足下一代通信系统的需求。固体激光器种子源具有结构简单、稳定性好的特点，适用于高精度测量和加工领域。皮秒激光种子源平均功率

光频梳种子源的特点。光频梳种子源光谱宽度

从可见光波段来看，红色、绿色和蓝色等不同波长的种子源应用广。红色波长的种子源常用于激光显示和舞台灯光，能营造出绚丽的视觉效果；绿色波长在激光投影和激光指示领域表现出色，因其人眼敏感度高，能清晰呈现图像和指示目标。进入近红外波段，种子源在光纤通信和生物医学成像方面发挥关键作用，如 1550nm 波长的种子源在光纤通信中可实现低损耗传输，满足长距离大容量通信需求；在生物医学领域，近红外光穿透性好，可用于深层组织成像。而中红外和远红外波段的种子源，则在气体检测、遥感探测领域具有重要价值，例如通过特定中红外波长可检测大气中的有害气体成分。光频梳种子源光谱宽度