在精密光譜學(xué)領(lǐng)域,光頻梳能夠精確測(cè)量原子、分子的光譜特征,幫助科學(xué)家深入了解物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)與相互作用。例如,在研究大氣中痕量氣體成分時(shí),通過(guò)光頻梳技術(shù),可實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體分子吸收光譜的超高分辨率測(cè)量,識(shí)別出極其微量的有害氣體,助力環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)。在天文學(xué)中,利用光頻梳校準(zhǔn)天文望遠(yuǎn)鏡的光譜儀,能夠更準(zhǔn)確地測(cè)量天體的光譜紅移,為探索宇宙的演化和結(jié)構(gòu)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。在光學(xué)測(cè)距方面,光頻梳的應(yīng)用使得測(cè)量精度達(dá)到了前所未有的高度,無(wú)論是微小物體的尺寸測(cè)量,還是遠(yuǎn)距離的空間測(cè)距,都能輕松應(yīng)對(duì),為航空航天、工業(yè)制造等眾多領(lǐng)域的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)支撐。隨著光頻梳技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,它將在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、材料科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。紅外光頻梳企業(yè)
光頻梳自 21 世紀(jì)初誕生以來(lái)迅速引起了極大關(guān)注。這源于其獨(dú)特且優(yōu)越的性能。在誕生之前,光學(xué)頻率測(cè)量面臨諸多難題,精度難以滿足日益增長(zhǎng)的科研與技術(shù)需求。光頻梳的出現(xiàn)猶如一道曙光,它憑借穩(wěn)定且精確的頻率梳狀結(jié)構(gòu),為光學(xué)頻率測(cè)量開辟了全新路徑??蒲腥藛T可以借助光頻梳,深入研究原子、分子的精細(xì)能級(jí)結(jié)構(gòu),這對(duì)于理解物質(zhì)的基本性質(zhì)至關(guān)重要。在物理學(xué)前沿研究中,如檢驗(yàn)愛因斯坦相對(duì)論的實(shí)驗(yàn)里,光頻梳提供了高精度的頻率參考,為驗(yàn)證理論的正確性發(fā)揮關(guān)鍵作用。因其巨大的科學(xué)價(jià)值和應(yīng)用潛力,吸引了全球眾多科研團(tuán)隊(duì)投身相關(guān)研究,推動(dòng)光頻梳技術(shù)不斷向前發(fā)展,在短短時(shí)間內(nèi)取得了一系列令人矚目的成果 。異步采樣飛秒光頻梳基本原理自20世紀(jì)末以來(lái),光學(xué)頻率梳技術(shù)的發(fā)展和其廣闊應(yīng)用已經(jīng)徹底改變了物理學(xué)的許多領(lǐng)域。
光頻梳:一種高精度、高分辨率的光學(xué)工具。其高精度體現(xiàn)在頻率測(cè)量的誤差可低至 10^-18,相當(dāng)于 138 億年(宇宙年齡)只偏差 1 秒;高分辨率則能區(qū)分只相差幾赫茲的頻率成分,遠(yuǎn)超傳統(tǒng)光學(xué)工具。這種性能使其在多領(lǐng)域發(fā)揮主要作用:在量子科技中,可精確操控原子、離子的量子態(tài),助力量子計(jì)算機(jī)的研發(fā);在精密制造中,結(jié)合光學(xué)干涉技術(shù)實(shí)現(xiàn)納米級(jí)定位,提升芯片制造的光刻精度;在醫(yī)學(xué)診斷中,通過(guò)分析血液中微量生物標(biāo)志物的光譜特征,實(shí)現(xiàn)疾病的早期篩查;在基礎(chǔ)科學(xué)研究中,為驗(yàn)證相對(duì)論、探測(cè)引力波等前沿課題提供了前所未有的測(cè)量手段,堪稱 “光學(xué)領(lǐng)域的精密天平”。
光頻梳技術(shù)宛如一把 “光尺”,為光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域帶來(lái)了的變革。在傳統(tǒng)光學(xué)測(cè)量中,精度常受限于光源的穩(wěn)定性與測(cè)量方法的局限。而光頻梳憑借其獨(dú)特的等間隔分立光譜特性,極大提升了測(cè)量精度。例如在精密光譜分析里,它能分辨極細(xì)微的頻率差異,助力科學(xué)家深入探究原子、分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)。在激光測(cè)距方面,光頻梳可實(shí)現(xiàn)亞毫米級(jí)甚至更高精度的測(cè)量,為航天、測(cè)繪等對(duì)精度要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域提供有力支撐。隨著研究不斷深入,光頻梳在光學(xué)測(cè)量的多個(gè)分支持續(xù)拓展邊界,帶領(lǐng)該領(lǐng)域邁向更高精度、更寬應(yīng)用范圍的新高度。光頻梳的生成涉及到非線性光學(xué)中的許多重要概念,如相位匹配、色散補(bǔ)償和模式鎖定等。
展望未來(lái),隨著光頻梳技術(shù)持續(xù)進(jìn)步,雙光梳技術(shù)有望成為極為便捷的光學(xué)測(cè)量工具。雙光梳系統(tǒng)由兩個(gè)具有特定頻率差異的光頻梳組成。在測(cè)量時(shí),兩束光頻梳產(chǎn)生的光脈沖相互干涉,通過(guò)分析干涉信號(hào),能夠獲取豐富的測(cè)量信息。相較于傳統(tǒng)單光梳測(cè)量,雙光梳測(cè)量具有更高的測(cè)量速度與精度。例如在光譜測(cè)量中,雙光梳可在極短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)寬光譜范圍的高精度測(cè)量,提高了測(cè)量效率。在距離測(cè)量方面,雙光梳能夠?qū)崿F(xiàn)更遠(yuǎn)距離、更高精度的測(cè)量,且對(duì)環(huán)境干擾的抵抗能力更強(qiáng)。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷優(yōu)化,如降低光頻梳的噪聲、提高雙光梳頻率穩(wěn)定性等,雙光梳將在工業(yè)檢測(cè)、天文觀測(cè)、生物醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,為光學(xué)測(cè)量帶來(lái)全新的便捷體驗(yàn) 。光頻梳助力光學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)人類情感識(shí)別。廣東紫外光頻梳種類
光頻梳技術(shù)為光鐘的實(shí)現(xiàn)提供了關(guān)鍵支持,使得原子鐘的精度得到了極大的提升。紅外光頻梳企業(yè)
光頻梳的產(chǎn)生方式主要有光調(diào)制與飛秒脈沖兩種。光調(diào)制產(chǎn)生光頻梳,是利用特定的調(diào)制技術(shù),對(duì)連續(xù)激光進(jìn)行調(diào)制。比如采用電光調(diào)制器或聲光調(diào)制器,在激光中引入周期性的頻率調(diào)制,使激光光譜在頻域上分裂為一系列等間隔的頻率分量,從而形成光頻梳。這種方式產(chǎn)生的光頻梳,在通信領(lǐng)域應(yīng)用很多,可用于密集波分復(fù)用系統(tǒng),增加通信容量。而飛秒脈沖產(chǎn)生光頻梳,則基于飛秒激光器。飛秒激光器輸出的超短脈沖,在時(shí)域上具有極短的持續(xù)時(shí)間,根據(jù)傅里葉變換,其在頻域會(huì)展寬為一個(gè)寬帶光譜。當(dāng)滿足特定條件,如在鎖模機(jī)制作用下,這些寬帶光譜中的頻率分量會(huì)形成穩(wěn)定的等間隔分布,進(jìn)而產(chǎn)生光頻梳。該方式產(chǎn)生的光頻梳,在精密光譜學(xué)、光鐘等對(duì)脈沖特性要求較高的領(lǐng)域表現(xiàn)出色 。紅外光頻梳企業(yè)