光的頻率舞者：光頻梳技術(shù)揭秘光學(xué)測(cè)量的奧秘。光學(xué)測(cè)量的奧秘在于如何捕捉光與物質(zhì)的相互作用，而光頻梳以 “舞者” 的靈動(dòng)揭開(kāi)了這層面紗。它的頻率梳齒如同精密的標(biāo)尺，能丈量物質(zhì)能級(jí)躍遷的微小頻移 —— 這正是分子識(shí)別、原子鐘校準(zhǔn)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)測(cè)量難以解決的 “頻率模糊” 問(wèn)題，在其有序頻譜面前迎刃而解：通過(guò)鎖定梳齒與待測(cè)頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可直接讀取物質(zhì)的光學(xué) “指紋”。例如，它揭秘了大氣中溫室氣體分子吸收特定頻率光的規(guī)律，讓痕量檢測(cè)成為可能；在量子測(cè)量中，其脈沖序列的同步性，揭開(kāi)了量子態(tài)疊加與坍縮的瞬時(shí)過(guò)程。這種對(duì)光學(xué)測(cè)量底層邏輯的破譯，不僅讓技術(shù)更易用，更讓人類(lèi)理解了 “光如何傳遞物質(zhì)信息” 的深層奧秘。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。重頻鎖定飛秒光頻梳輸出波長(zhǎng)

光頻梳因其特殊的性質(zhì)，使得其能夠?qū)⑽⒉ê凸鈱W(xué)頻率直接連接起來(lái)，這一特點(diǎn)極大地簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的頻率鏈技術(shù)。在傳統(tǒng)的頻率鏈技術(shù)中，微波和光學(xué)頻率之間的轉(zhuǎn)換需要經(jīng)過(guò)多個(gè)中間環(huán)節(jié)，包括信號(hào)的放大、濾波、調(diào)制等，這些環(huán)節(jié)不僅增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，還可能導(dǎo)致信號(hào)的失真和誤差。而光頻梳的出現(xiàn)，使得微波和光學(xué)頻率之間的轉(zhuǎn)換變得更為直接和簡(jiǎn)單。由于光頻梳能夠提供一系列精確且穩(wěn)定的光學(xué)頻率，這些頻率可以直接與微波信號(hào)進(jìn)行匹配和同步。這樣一來(lái)，復(fù)雜的頻率鏈技術(shù)就被迅速取代，系統(tǒng)的復(fù)雜性得到了極大的降低。重頻鎖定飛秒光頻梳原理光頻梳的應(yīng)用與未來(lái)前景。

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 。

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(xiàn)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(kāi)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。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。

光頻梳的命名源于其獨(dú)特外觀。從頻域視角看，它呈現(xiàn)為一系列等間隔的分立光譜，恰似日常生活中的梳子齒。這些梳齒般的光譜，間隔由鎖模激光重復(fù)頻率決定，位置由載波包絡(luò)相位等因素固定。形成過(guò)程涉及復(fù)雜物理機(jī)制，如基于鎖模激光器，通過(guò)鎖定激光器內(nèi)所有振蕩縱模相位，產(chǎn)生周期性超短脈沖，經(jīng)傅里葉變換得到光頻梳光譜。這種特殊光譜結(jié)構(gòu)，為其在光學(xué)測(cè)量、光譜分析、頻率標(biāo)準(zhǔn)等眾多領(lǐng)域應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，形象的名字也讓人們更易理解和記住這一重要光學(xué)技術(shù) 。通過(guò)光頻梳技術(shù)，科學(xué)家們能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光波頻率的精i確控制和測(cè)量，為光學(xué)研究打開(kāi)了新的大門(mén)。皮秒激光光頻梳光源

光的頻率密碼：光頻梳技術(shù)揭示光的神秘面紗。重頻鎖定飛秒光頻梳輸出波長(zhǎng)

光頻梳，堪稱(chēng)光領(lǐng)域的神奇 “舞者”。從原理上看，它源于鎖模激光器產(chǎn)生的周期性激光脈沖串。在時(shí)間域里，這些脈沖猶如靈動(dòng)的舞者，有節(jié)奏地躍動(dòng)；轉(zhuǎn)換到頻率空間，便化作等間隔頻率的光譜，好似一把精心打造的光學(xué)尺子。這把尺子刻度由鎖模激光重復(fù)頻率決定，起點(diǎn)與零頻差值取決于激光脈沖載波和包絡(luò)相對(duì)相位。憑借如此特性，光頻梳可測(cè)量未知頻率，在光學(xué)測(cè)量中，將原本復(fù)雜模糊的測(cè)量變得清晰，極大提升了測(cè)量精度，助力科學(xué)家探索光與物質(zhì)相互作用的細(xì)微奧秘 。重頻鎖定飛秒光頻梳輸出波長(zhǎng)