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，通過巧妙的設(shè)計(jì)與復(fù)雜的物理過程實(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 。光頻梳在光學(xué)頻率合成中的應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)光學(xué)頻率的精確控制和穩(wěn)定輸出提供了有力支持。光纖皮秒光頻梳光源

光頻梳：解鎖光學(xué)測(cè)量新境界，探索未知世界。光學(xué)測(cè)量曾受限于分辨率與穩(wěn)定性，如同隔著毛玻璃觀察微觀世界，而光頻梳的出現(xiàn)如擦拭玻璃的布，讓模糊的細(xì)節(jié)變得清晰。它將測(cè)量精度推向 10^-18 量級(jí)，解鎖了原子尺度的動(dòng)態(tài)觀測(cè) —— 能追蹤電子在原子間的遷移軌跡，揭示化學(xué)反應(yīng)的瞬時(shí)機(jī)制。在宇宙探索中，它讓望遠(yuǎn)鏡 “看清” 百億光年外星系的元素組成，為尋找外星生命線索提供數(shù)據(jù)；在深海探測(cè)里，其穿透水體的頻譜可識(shí)別深海熱液口的微生物群落。更重要的是，它打破了光學(xué)與微波領(lǐng)域的壁壘，使跨波段測(cè)量成為可能，為量子計(jì)算、引力波研究等未知領(lǐng)域搭建橋梁，讓人類對(duì)世界的認(rèn)知邊界不斷外拓。中紅外光頻梳論壇在光頻梳出現(xiàn)以前，對(duì)光頻進(jìn)行一次精確測(cè)量需要采用大規(guī)模的頻率鏈。

將光頻梳比喻為光的頻率舞者，恰如其分地展現(xiàn)了它在光學(xué)測(cè)量中的靈動(dòng)與關(guān)鍵作用。光頻梳技術(shù)的主要在于產(chǎn)生等間隔的頻率梳狀光譜。在光學(xué)測(cè)量中，它通過與待測(cè)光相互作用，精確比對(duì)頻率差異，從而揭示出光的各種特性。比如在光纖通信中，利用光頻梳可以準(zhǔn)確測(cè)量光信號(hào)在光纖中的傳輸特性，包括損耗、色散等參數(shù)，幫助優(yōu)化通信線路，提升通信質(zhì)量。光頻梳就像一位精i準(zhǔn)的舞者，在頻率的舞臺(tái)上翩翩起舞，將光學(xué)測(cè)量的奧秘一一呈現(xiàn)，讓我們對(duì)光的理解和掌控達(dá)到新的高度。

光頻梳自 21 世紀(jì)初誕生以來迅速引起了極大關(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 。在量子信息領(lǐng)域，光頻梳也被用于實(shí)現(xiàn)光子之間的糾纏和量子態(tài)的制備。

光頻梳技術(shù)是光鐘發(fā)展的關(guān)鍵支撐。光鐘作為下一代高精度時(shí)間頻率基準(zhǔn)，對(duì)時(shí)間測(cè)量精度要求極高。光頻梳能將微波頻標(biāo)與光頻直接連接，實(shí)現(xiàn)從兆赫茲到太赫茲的直接頻率傳遞。在光鐘系統(tǒng)中，光頻梳可作為高精度頻率參考，對(duì)原子躍遷頻率進(jìn)行精確鎖定和測(cè)量。通過精確控制光頻梳的重復(fù)頻率和載波包絡(luò)相位，極大降低光鐘的頻率不確定性，使原子鐘精度得到數(shù)量級(jí)提升。這一提升意義重大，在全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中，時(shí)間基準(zhǔn)可提高定位精度；在基礎(chǔ)物理研究中，有助于驗(yàn)證更精確的物理理論，推動(dòng)科學(xué)技術(shù)向更高精尖方向發(fā)展 。光頻梳是一種激光源,其光譜由一系列非常精確定義的均勻間隔的頻率組成。光纖光頻梳技術(shù)

光頻梳：領(lǐng)引光學(xué)技術(shù)新潮流，助力科研創(chuàng)新發(fā)展。光纖皮秒光頻梳光源

未來，隨著光頻梳技術(shù)的發(fā)展，雙光梳將成為一種便捷的光學(xué)測(cè)量工具。雙光梳技術(shù)結(jié)合了兩把光頻梳，通過巧妙利用它們之間的相互作用，能實(shí)現(xiàn)更高效、更精確的測(cè)量。在光譜測(cè)量方面，雙光梳可大幅提高測(cè)量速度，在極短時(shí)間內(nèi)獲取高分辨率光譜，這對(duì)于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)快速變化的物理、化學(xué)過程意義重大。在距離測(cè)量領(lǐng)域，雙光梳利用干涉原理，能夠?qū)崿F(xiàn)超長(zhǎng)距離的高精度測(cè)量，為大尺度工程建設(shè)、衛(wèi)星定位等提供可靠支持。同時(shí)，其在生物分子檢測(cè)中也極具潛力，可精確識(shí)別生物分子的種類和濃度，助力疾病早期診斷。隨著相關(guān)技術(shù)不斷優(yōu)化，雙光梳有望集成化、小型化，如同常見的光學(xué)儀器一般，走進(jìn)更多實(shí)驗(yàn)室和應(yīng)用場(chǎng)景，為科研和產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來更多便利 。光纖皮秒光頻梳光源