光頻梳是一種極為特殊的光源，它的光譜由一系列頻率均勻分布的激光譜線組成，宛如一把精細(xì)的梳子，故而得名。在探索光的奧秘方面，光頻梳能夠幫助科學(xué)家更深入地研究光與物質(zhì)的相互作用，解析復(fù)雜的光學(xué)現(xiàn)象。在精i準(zhǔn)測(cè)量領(lǐng)域，其意義更為重大。傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)在精度上存在局限，而光頻梳憑借其穩(wěn)定且精確的頻率特性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)光頻率、時(shí)間等物理量前所未有的高精度測(cè)量。例如在天文觀測(cè)中，通過(guò)光頻梳可精確測(cè)量天體的光譜，進(jìn)而分析其化學(xué)成分、運(yùn)動(dòng)速度等，開啟了精i準(zhǔn)測(cè)量的新紀(jì)元，為眾多科學(xué)研究提供了強(qiáng)大的工具。光頻梳的生成依賴于非線性光學(xué)效應(yīng)，如調(diào)制不穩(wěn)定性和四波混頻等過(guò)程。皮秒激光光頻梳重復(fù)頻率

光頻梳以獨(dú)特的 “舞步”，在光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域帶領(lǐng)新潮流。它產(chǎn)生的超短脈沖在時(shí)域和頻域呈現(xiàn)特殊分布，在時(shí)域是飛秒量級(jí)時(shí)間寬度電磁場(chǎng)振蕩包絡(luò)，頻域則為相等頻率間隔光學(xué)頻率序列，二者滿足傅里葉變換關(guān)系。這一特性使其成為光學(xué)頻率測(cè)量的有力工具，將銫原子微波頻標(biāo)與光頻標(biāo)準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)。在實(shí)際測(cè)量應(yīng)用中，相比傳統(tǒng)方法，它能更快速地完成任務(wù)。例如在光通信領(lǐng)域，用于精確校準(zhǔn)光信號(hào)頻率，保障通信穩(wěn)定高效，促使光學(xué)測(cè)量技術(shù)不斷革新，成為眾多科研、工業(yè)領(lǐng)域追求高精度測(cè)量的技術(shù) 。皮秒激光光頻梳重復(fù)頻率光頻梳技術(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。

光頻梳被發(fā)明時(shí)，其主要的應(yīng)用領(lǐng)域是光學(xué)頻率的測(cè)量和不同頻率光學(xué)基準(zhǔn)的比較。這是因?yàn)楣忸l梳能夠提供一系列非常穩(wěn)定且精確的光學(xué)頻率，這些頻率可以作為一個(gè)精確的參照，用于測(cè)量其他光信號(hào)的頻率。在光學(xué)頻率的測(cè)量方面，光頻梳能夠提供極高精度的頻率標(biāo)準(zhǔn)，可以對(duì)待測(cè)光信號(hào)的頻率進(jìn)行精確測(cè)量。這使得光頻梳在光學(xué)計(jì)量、光學(xué)儀器校準(zhǔn)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。此外，由于其高度穩(wěn)定的特性，光頻梳還能用于時(shí)間基準(zhǔn)的標(biāo)定和同步。在不同頻率光學(xué)基準(zhǔn)的比較方面，光頻梳的出現(xiàn)為不同頻段之間的精確比較提供了新的手段。由于光頻梳能夠提供一系列連續(xù)且精確的光學(xué)頻率，這使得不同頻率的光學(xué)信號(hào)可以通過(guò)光頻梳進(jìn)行直接比較。這種比較方式不僅精度高，而且穩(wěn)定性好，為光學(xué)領(lǐng)域的研究和發(fā)展提供了重要的支持。

光頻梳本質(zhì)上是一種特殊的激光器，其獨(dú)特之處在于能夠產(chǎn)生一系列具有精確延遲的脈沖。在其內(nèi)部，通過(guò)巧妙的設(shè)計(jì)與復(fù)雜的物理過(guò)程實(shí)現(xiàn)這一特性。以飛秒光頻梳為例，飛秒激光器中的鎖模機(jī)制發(fā)揮著關(guān)鍵作用。鎖模過(guò)程使得激光器輸出的脈沖在時(shí)間上高度有序，相鄰脈沖之間具有精確、穩(wěn)定的時(shí)間延遲。這種精確延遲源于激光器諧振腔內(nèi)的各種光學(xué)元件對(duì)光脈沖的精細(xì)調(diào)控，包括色散補(bǔ)償元件對(duì)脈沖展寬的控制，以及增益介質(zhì)對(duì)脈沖能量的補(bǔ)充與穩(wěn)定。這些精確延遲的脈沖在頻域表現(xiàn)為等間隔的分立光譜，即光頻梳的梳齒。在實(shí)際應(yīng)用中，如光學(xué)相干層析成像技術(shù)里，光頻梳產(chǎn)生的精確延遲脈沖可用于對(duì)生物組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行高分辨率成像，通過(guò)分析不同深度組織反射光脈沖的延遲時(shí)間，獲取組織的詳細(xì)信息 。光頻梳：開啟光學(xué)測(cè)量新篇章，探索科研新領(lǐng)域。

過(guò)去 20 多年間，光頻梳技術(shù)經(jīng)歷了從萌芽到蓬勃發(fā)展的歷程，逐步從計(jì)量實(shí)驗(yàn)室的精密儀器走向更廣闊的應(yīng)用天地。光頻梳主要在計(jì)量實(shí)驗(yàn)室中用于高精度的時(shí)間頻率計(jì)量，作為一種驗(yàn)證科學(xué)理論、提升計(jì)量精度的前沿技術(shù)而存在。隨著研究的深入與技術(shù)的成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。在通信行業(yè)，光頻梳用于提升光纖通信的容量與穩(wěn)定性，助力構(gòu)建更高效的信息高速公路。在科研領(lǐng)域，光頻梳在天文學(xué)中用于系外行星探測(cè)，通過(guò)精確分析恒星光譜變化尋找行星蹤跡；在化學(xué)、生物學(xué)領(lǐng)域，用于分子結(jié)構(gòu)分析、生物分子檢測(cè)等。在工業(yè)生產(chǎn)中，光頻梳也應(yīng)用于精密制造的測(cè)量與校準(zhǔn)環(huán)節(jié)。如今，光頻梳已融入眾多行業(yè)，持續(xù)為各領(lǐng)域發(fā)展注入新動(dòng)力，其應(yīng)用邊界仍在不斷拓展 。在未來(lái)，科學(xué)家們將繼續(xù)探索各種類型光頻梳的巨大潛力，并努力克服目前面臨的技術(shù)和工程難題。皮秒脈沖光頻梳技術(shù)

集成光頻梳：芯片化光源的新一代技術(shù)！皮秒激光光頻梳重復(fù)頻率

從頻域視角來(lái)看，光頻梳呈現(xiàn)出獨(dú)特的等間隔分立光譜結(jié)構(gòu)。當(dāng)對(duì)其進(jìn)行光譜分析時(shí)，可清晰觀察到一系列離散的頻率峰，這些頻率峰均勻分布在頻域中，彼此間隔相等，恰似一把梳子的齒均勻排列。這種特殊結(jié)構(gòu)源于其產(chǎn)生原理，無(wú)論是光調(diào)制還是飛秒脈沖產(chǎn)生過(guò)程，都能促使激光光譜在頻域按特定規(guī)律分裂與分布。這一特性賦予光頻梳諸多實(shí)用價(jià)值，它為復(fù)雜的光學(xué)頻率測(cè)量提供了清晰的標(biāo)尺。在對(duì)未知光譜進(jìn)行分析時(shí)，通過(guò)與光頻梳的頻率峰對(duì)比，能夠快速、準(zhǔn)確地確定未知光譜的頻率位置與特性，極大簡(jiǎn)化了光學(xué)頻率相關(guān)的研究與應(yīng)用工作 。皮秒激光光頻梳重復(fù)頻率