皮秒激光光频梳基本原理

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 。光频梳对原子钟和时间测量产生了革i命性的影响。皮秒激光光频梳基本原理

光频梳技术是光钟发展的关键支撑。光钟作为下一代高精度时间频率基准，对时间测量精度要求极高。光频梳能将微波频标与光频直接连接，实现从兆赫兹到太赫兹的直接频率传递。在光钟系统中，光频梳可作为高精度频率参考，对原子跃迁频率进行精确锁定和测量。通过精确控制光频梳的重复频率和载波包络相位，极大降低光钟的频率不确定性，使原子钟精度得到数量级提升。这一提升意义重大，在全球卫星导航系统中，时间基准可提高定位精度；在基础物理研究中，有助于验证更精确的物理理论，推动科学技术向更高精尖方向发展 。广东紫外光频梳公司光频梳在光学频率合成中的应用，为实现光学频率的精确控制和稳定输出提供了有力支持。

若将光的频率世界比作舞台，光频梳便是极具韵律感的 “舞者”：时域上，它以飞秒级超短脉冲为 “舞步”，每一步的延迟精确到可与原子振动同步；频域上，等间隔排列的频率分量如同 “舞裙的褶皱”，均匀铺展在紫外至红外的广阔频段，每道 “褶皱” 都是一个稳定的频率基准。这种 “舞姿” 的精确，源于锁模技术对光场相位的严格调控，再结合原子钟校准后，频率稳定性可达 10^-18 量级 —— 相当于百亿年误差不超 1 秒，为科研测量搭建了 “超准确标尺”。它正不断揭秘测量领域的 “新奥秘”：在光学计量中，传统技术难以衔接微波与光频，而光频梳如同 “频率桥梁”，让微波钟的精度直接传递到光频领域，重新定义了长度、时间的基本单位；在分子光谱分析中，它的宽频段与高分辨率，能捕捉到分子转动、振动的 “细微表情”，比如识别大气中痕量的温室气体分子，甚至揭示化学反应中转瞬即逝的中间产物结构，为环境监测、催化研究打开新视角；在量子测量中，它可操控原子能级的 “跳跃节奏”，帮助科研人员更清晰地观测量子叠加态的变化，为量子计算的误差校正提供关键数据支撑。

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。异步采样光频梳的应用领域。

光频梳以独特的 “舞步”，在光学测量领域带领新潮流。它产生的超短脉冲在时域和频域呈现特殊分布，在时域是飞秒量级时间宽度电磁场振荡包络，频域则为相等频率间隔光学频率序列，二者满足傅里叶变换关系。这一特性使其成为光学频率测量的有力工具，将铯原子微波频标与光频标准确关联。在实际测量应用中，相比传统方法，它能更快速地完成任务。例如在光通信领域，用于精确校准光信号频率，保障通信稳定高效，促使光学测量技术不断革新，成为众多科研、工业领域追求高精度测量的技术 。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。广东红外光频梳厂家

光的频率舞者：光频梳技术揭秘光学测量的奥秘。皮秒激光光频梳基本原理

四波混频则是光频梳 “拓宽舞台” 的核i心：它让不同频率的光子在非线性介质中相互作用，通过能量交换生成新的频率分量 —— 例如两个高频光子与一个低频光子相互作用，可产生一个更低频的光子，反之亦然。这如同舞者在舞台上拓展动作范围，让原本局限于某一频段的 “梳齿”，向紫外、红外等方向延伸，形成覆盖宽频段的完整频率梳，且新生成的梳齿与原有梳齿保持严格的频率间隔，确保了光频梳的准确性。正是这两种非线性效应的协同作用，让光频梳既能拥有稳定的 “舞步”（脉冲序列），又能拓展 “舞台”（宽频段梳齿），为后续科研测量的高精度应用提供了物理基础。皮秒激光光频梳基本原理