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 。光頻梳的生成涉及到非線(xiàn)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。雙光梳光頻梳光譜寬度

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 。皮秒脈沖光頻梳輸出方式光頻梳還在光通信和光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域具有重要意義。

在激光技術(shù)領(lǐng)域中，一個(gè)新穎且重要的概念正在嶄露頭角，它就是光頻梳（OpticalFrequencyComb，OFC）。光頻梳，這個(gè)聽(tīng)起來(lái)頗具科幻色彩的名字，其實(shí)是一種在光譜上呈現(xiàn)出離散的、等間距頻率的特殊光譜形態(tài)，它就像一把精密的光學(xué)頻率標(biāo)尺，每一根梳齒都代i表了特定的光學(xué)頻率。光頻梳的本質(zhì)是一種頻率和相位被嚴(yán)格鎖定的鎖模激光器。這種激光器能產(chǎn)生一系列等間隔的離散頻率分量，每個(gè)分量都是一個(gè)精確的光學(xué)頻率標(biāo)準(zhǔn)。其原理類(lèi)似于我們?nèi)粘Ｉ钪械氖嶙?，但不同之處在于，光頻梳的“齒牙”是光頻率，而梳齒之間的間隔則是光學(xué)頻率的等間距。

在光學(xué)測(cè)量的漫漫征途中，光頻梳宛如一把閃耀的新鑰匙。以往，測(cè)量連續(xù)激光器頻率需借助復(fù)雜方法，猶如在迷宮中徘徊。光頻梳出現(xiàn)后，一切變得簡(jiǎn)單高效。它能作為光學(xué)尺，連接、標(biāo)定不同波長(zhǎng)連續(xù)激光器，還能鎖定射頻參考基準(zhǔn)時(shí)鐘，標(biāo)定激光頻率。在天文學(xué)領(lǐng)域，可用于測(cè)量天體光譜，幫助科學(xué)家分析天體成分與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；在微觀世界，助力研究分子光譜，解析分子結(jié)構(gòu)。它讓我們突破傳統(tǒng)測(cè)量局限，踏入更廣闊未知領(lǐng)域，不斷拓展人類(lèi)對(duì)世界認(rèn)知的邊界 。精i準(zhǔn)測(cè)量新篇章：光頻梳技術(shù)領(lǐng)引科研新未來(lái)。

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 。光頻梳直接將微波和光學(xué)頻率連接的特點(diǎn)，使得復(fù)雜的頻率鏈技術(shù)被迅速取代。皮秒脈沖光頻梳輸出方式

飛秒激光光學(xué)頻率梳，簡(jiǎn)稱(chēng)飛秒光梳，是一種脈沖間隔在飛秒級(jí)別的脈沖光。雙光梳光頻梳光譜寬度

近年來(lái)，研究人員通過(guò)采用量子點(diǎn)鎖模激光器等先進(jìn)技術(shù)，成功制備出可用于光纖通信波段的調(diào)頻光頻梳。這種調(diào)頻光頻梳具有超大的光學(xué)帶寬，與密集波分復(fù)用系統(tǒng)結(jié)合，可以明顯提升光電芯片的數(shù)據(jù)傳輸容量。同時(shí)，利用量子點(diǎn)作為激光器的增益材料，不僅可以實(shí)現(xiàn)高效的調(diào)頻光頻梳輸出，還能進(jìn)一步提升片上光源的電光轉(zhuǎn)換效率?？傊饫w光頻梳作為一種新型的光學(xué)測(cè)量和通信技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的發(fā)展?jié)摿ΑｋS著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，光纖光頻梳將在未來(lái)發(fā)揮更加重要的作用。雙光梳光頻梳光譜寬度