光频梳是一种特殊的激光源,它的光谱呈现出一种独特的结构,即由一系列非常精确定义的均匀间隔的频率组成。这些频率像梳子上的齿一样,排列得非常整齐,因此被称为光频梳。光频梳的出现,极大地推动了光学、光学通信、光谱分析等领域的发展。它的特点在于能够产生一系列精确、均匀间隔的频率,这使得它在频率计量、光学频率合成、高精度光谱分析等方面具有广泛的应用。光频梳的制造需要高度精密的技术和工艺,包括光学器件的选择、激光源的稳定性控制、频率的精确调控等。这些技术的运用,使得光频梳能够在光谱分析中提供高精度的数据支持,为科研和应用提供可靠的保障。此外,光频梳还具有很高的灵活性和可调谐性。通过调整光频梳的参数和配置,可以实现对不同频率的激光输出,满足不同的应用需求。这使得光频梳在光学通信、光学传感、生物医学等领域具有广泛的应用前景。光频梳的生成和应用需要高精度的光学元件和先进的激光技术作为支撑。东莞太赫兹光频梳原理
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。激光光频梳测试光频梳技术:打造未来光学测量新标i杆。
光频梳为光学测量翻开崭新篇章,开辟出诸多科研新领域。基于微谐振腔和半导体激光器技术等实现的小型化、芯片级光学频率梳,虽面临挑战,但前景广阔。在生物医学领域,利用光频梳的高分辨率光谱特性,可对生物分子进行无损检测,助力疾病早期诊断;在环境监测方面,能够精确分析大气成分,监测污染物。在量子光学领域,为量子态操控提供新手段。它突破传统光学测量限制,吸引众多科研人员投身相关研究,不断拓展其应用边界,挖掘更多潜在价值,推动光学测量与多学科深度融合 。
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 。异步采样光频梳的应用领域。
光频梳正带领光学技术迈向新高度,成为科研创新的强大助推器。在光学原子钟里,它是不可或缺的伙伴。光学原子钟作为高精度时间频率计量工具,光频梳能助其实现更高频率和时间分辨率,通过对比、同步不同地区光学时钟,构建全球光学时钟网络,为科研提供时间参考。在光谱学研究中,它更是一把利刃,用于气体探测、分子光谱校正,挖掘物质深层次结构与性质。科研人员基于双光梳系统,取得诸多光谱学研究突破。它还在测距领域大显身手,分辨率远超传统光源,为工程建设、地理测量等提供有力支撑,推动多学科科研创新发展 。光频梳是怎么测频率的?东莞太赫兹光频梳原理
光频梳:一种高精度、高分辨率的光学工具。东莞太赫兹光频梳原理
这种 “高精度” 使其成为跨领域革新工具:计量领域,它替代传统微波频标,实现光学频率的直接精确传递;光谱分析中,其宽频段(可覆盖紫外至红外)、高分辨率特性,能快速捕获分子 “指纹”,应用于环境污染物检测、生物组织病理诊断;光通信领域,它支持密集波分复用,单梳可承载数十上百个信道,大幅提升传输容量;在量子计算、引力波探测等前沿研究中,它也为量子比特操控、微弱信号捕获提供了支撑。2005 年诺贝尔物理学奖授予光频梳相关研究,正是对其科学价值与产业潜力的高度肯定。东莞太赫兹光频梳原理
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...