光频梳光频梳原理

光频梳并非普通的脉冲激光器，是时域与频域的耦合——时域上，它输出重复频率稳定的超短脉冲序列，脉冲间延迟可精确调控至飞秒（10^-15秒）甚至阿秒级；频域上，这些脉冲会展开为一系列等间隔、高相干的频率分量，形似梳子的齿均匀分布，“光频梳”的命名便源于此形象特征。实现这一特性的关键是锁模技术：通过主动（如电光调制）或被动（如可饱和吸收）方式，迫使激光腔内不同频率的光场形成固定相位关系，既生成超短脉冲，又保证频域分量的间隔严格等于脉冲重复频率（通常在MHz至GHz量级）。为进一步提升精度，光频梳常与原子钟、光学参考腔结合，将频率稳定性控制在10^-15量级，相当于数百万年误差不超过1秒，远超传统光源。光频梳的生成依赖于非线性光学效应，如调制不稳定性和四波混频等过程。光频梳光频梳原理

这种 “高精度” 使其成为跨领域革新工具：计量领域，它替代传统微波频标，实现光学频率的直接精确传递；光谱分析中，其宽频段（可覆盖紫外至红外）、高分辨率特性，能快速捕获分子 “指纹”，应用于环境污染物检测、生物组织病理诊断；光通信领域，它支持密集波分复用，单梳可承载数十上百个信道，大幅提升传输容量；在量子计算、引力波探测等前沿研究中，它也为量子比特操控、微弱信号捕获提供了支撑。2005 年诺贝尔物理学奖授予光频梳相关研究，正是对其科学价值与产业潜力的高度肯定。光纤光梳光频梳参数基于光频梳的高精度测距特性，可以结合扫描装置完成飞行时间法表面形貌测量。

光频梳正带领光学技术迈向新高度，成为科研创新的强大助推器。在光学原子钟里，它是不可或缺的伙伴。光学原子钟作为高精度时间频率计量工具，光频梳能助其实现更高频率和时间分辨率，通过对比、同步不同地区光学时钟，构建全球光学时钟网络，为科研提供时间参考。在光谱学研究中，它更是一把利刃，用于气体探测、分子光谱校正，挖掘物质深层次结构与性质。科研人员基于双光梳系统，取得诸多光谱学研究突破。它还在测距领域大显身手，分辨率远超传统光源，为工程建设、地理测量等提供有力支撑，推动多学科科研创新发展 。

光频梳以其高精度、高稳定度的特性，为光学频率合成、高精度光谱分析等领域提供了强有力的支持。在时间测量方面，光频梳能够提供极高精度的频率参考，有助于实现超稳时间基准，为各种科学实验和应用提供可靠的时间保障。而光学原子钟则是时间测量之作，它利用激光与原子相互作用，实现了超高精度的计时。光学原子钟的出现，极大地提高了时间测量的精度和稳定性，为卫星导航、无线通信等领域提供了强有力的支持。光频梳和光学原子钟的应用前景非常广阔。在卫星导航、高精度测量、无线通信等领域，它们都有着巨大的应用潜力。此外，它们还在物理学、化学、生物医学等领域发挥着重要作用，为科学研究提供了精确的时间基准和工具。广东朗研科技：光频梳的测量与应用。

光频梳本质上是一种特殊的激光器，其独特之处在于能够产生一系列具有精确延迟的脉冲。在其内部，通过巧妙的设计与复杂的物理过程实现这一特性。以飞秒光频梳为例，飞秒激光器中的锁模机制发挥着关键作用。锁模过程使得激光器输出的脉冲在时间上高度有序，相邻脉冲之间具有精确、稳定的时间延迟。这种精确延迟源于激光器谐振腔内的各种光学元件对光脉冲的精细调控，包括色散补偿元件对脉冲展宽的控制，以及增益介质对脉冲能量的补充与稳定。这些精确延迟的脉冲在频域表现为等间隔的分立光谱，即光频梳的梳齿。在实际应用中，如光学相干层析成像技术里，光频梳产生的精确延迟脉冲可用于对生物组织内部结构进行高分辨率成像，通过分析不同深度组织反射光脉冲的延迟时间，获取组织的详细信息 。光频梳可以通过光调制产生也可以通过飞秒脉冲产生。东莞异步采样光频梳发展

光频梳的精i确度和稳定性使其成为光学计量和校准领域的理想工具。光频梳光频梳原理

光频梳被发明时，其主要的应用领域是光学频率的测量和不同频率光学基准的比较。这是因为光频梳能够提供一系列非常稳定且精确的光学频率，这些频率可以作为一个精确的参照，用于测量其他光信号的频率。在光学频率的测量方面，光频梳能够提供极高精度的频率标准，可以对待测光信号的频率进行精确测量。这使得光频梳在光学计量、光学仪器校准等领域有着广泛的应用。此外，由于其高度稳定的特性，光频梳还能用于时间基准的标定和同步。在不同频率光学基准的比较方面，光频梳的出现为不同频段之间的精确比较提供了新的手段。由于光频梳能够提供一系列连续且精确的光学频率，这使得不同频率的光学信号可以通过光频梳进行直接比较。这种比较方式不仅精度高，而且稳定性好，为光学领域的研究和发展提供了重要的支持。光频梳光频梳原理