在量子信息领域,光频梳正逐渐展现出独特优势。光子纠缠是量子信息处理的主要资源之一,而光频梳可用于高效实现光子之间的纠缠。通过精心设计的实验装置,利用光频梳产生的多波长、等间隔的光脉冲,在特定的非线性光学介质中相互作用,能够诱导光子之间产生纠缠态。同时,在量子态制备方面,光频梳也发挥着关键作用。它可以精确控制光子的频率、相位等量子态参数,为制备高纯度、特定形式的量子态提供了有力手段。例如在量子通信中,制备高质量的纠缠光子对并精确调控其量子态,有助于实现长距离、高安全的量子密钥分发。在量子计算中,光频梳辅助制备的特定量子态,是构建量子比特、执行量子算法的重要基础,推动着量子信息领域不断向前发展 。光频梳:精i准测量领域的革i命性技术。东莞太赫兹光频梳研究

在光学频率测量范畴,光频梳的地位举足轻重。以往,光学频率测量面临诸多难题,如频率基准不稳定、测量过程复杂且精度欠佳。光频梳的出现彻底改变了这一局面,它提供了一系列精确且稳定的频率参考点。其梳齿频率间隔高度稳定,如同构建了一座精确的频率 “阶梯”。科学家借助光频梳,能够将光学频率与微波频率紧密关联,实现从微波频段到光频段的高精度频率传递与测量。在光钟系统中,光频梳作为关键部件,对原子跃迁频率进行锁定与测量,极大降低了光钟的频率不确定性,使原子钟精度获得数量级的提升,为全球卫星导航、通信等依赖高精度时间频率的系统筑牢基础。光纤光频梳优势近年来,基于光纤激光器的光频梳成为主流。

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 。
若说锁模技术是光频梳 “舞者” 的 “节奏指挥”,那调制不稳定性与四波混频便是支撑 “舞步” 的重要 “动力”,二者通过非线性光学作用,让普通激光蜕变为脉冲序列与频率梳齿。调制不稳定性是光频梳 “初现身形” 的关键:当连续激光在光纤或谐振腔中传输时,介质折射率会随光强变化(即光学克尔效应),这种非线性会让光场中微小的强度起伏被不断放大 —— 就像舞者初登舞台时,细微的动作幅度被逐步拓展为连贯的舞步,使连续光分裂为一系列周期性的超短脉冲,为频域上形成梳齿奠定时域基础。光频梳自21世纪初诞生以来迅速引起了极大关注。

将光频梳比喻为光的频率舞者,恰如其分地展现了它在光学测量中的灵动与关键作用。光频梳技术的主要在于产生等间隔的频率梳状光谱。在光学测量中,它通过与待测光相互作用,精确比对频率差异,从而揭示出光的各种特性。比如在光纤通信中,利用光频梳可以准确测量光信号在光纤中的传输特性,包括损耗、色散等参数,帮助优化通信线路,提升通信质量。光频梳就像一位精i准的舞者,在频率的舞台上翩翩起舞,将光学测量的奥秘一一呈现,让我们对光的理解和掌控达到新的高度。光频梳技术:打造未来光学测量新标i杆。重频锁定飞秒光频梳光源
广东朗研科技:光频梳的测量与应用。东莞太赫兹光频梳研究
在精密光谱学领域,光频梳能够精确测量原子、分子的光谱特征,帮助科学家深入了解物质的微观结构与相互作用。例如,在研究大气中痕量气体成分时,通过光频梳技术,可实现对气体分子吸收光谱的超高分辨率测量,识别出极其微量的有害气体,助力环境监测与保护。在天文学中,利用光频梳校准天文望远镜的光谱仪,能够更准确地测量天体的光谱红移,为探索宇宙的演化和结构提供关键数据。在光学测距方面,光频梳的应用使得测量精度达到了前所未有的高度,无论是微小物体的尺寸测量,还是远距离的空间测距,都能轻松应对,为航空航天、工业制造等众多领域的发展提供了坚实支撑。东莞太赫兹光频梳研究