光頻梳的命名源于其獨特外觀。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頻率決定,位置由載波包絡相位等因素固定。形成過程涉及復雜物理機制,如基于鎖模激光器,通過鎖定激光器內所有振蕩縱模相位,產生周期性超短脈沖,經傅里葉變換得到光頻梳光譜。這種特殊光譜結構,為其在光學測量、光譜分析、頻率標準等眾多領域應用奠定基礎,形象的名字也讓人們更易理解和記住這一重要光學技術 ?;诩す馔庹{制法的光頻梳產生及應用研究。超快光纖光頻梳參數
從頻域視角來看,光頻梳呈現(xiàn)出獨特的等間隔分立光譜結構。當對其進行光譜分析時,可清晰觀察到一系列離散的頻率峰,這些頻率峰均勻分布在頻域中,彼此間隔相等,恰似一把梳子的齒均勻排列。這種特殊結構源于其產生原理,無論是光調制還是飛秒脈沖產生過程,都能促使激光光譜在頻域按特定規(guī)律分裂與分布。這一特性賦予光頻梳諸多實用價值,它為復雜的光學頻率測量提供了清晰的標尺。在對未知光譜進行分析時,通過與光頻梳的頻率峰對比,能夠快速、準確地確定未知光譜的頻率位置與特性,極大簡化了光學頻率相關的研究與應用工作 。光纖光頻梳參數光頻梳技術:精i準測量領域的璀璨明星。
光頻梳的精確度和穩(wěn)定性使其成為光學計量和校準領域的理想工具。在光學計量中,頻率與長度、時間等物理量存在緊密關聯(lián),例如光速恒定的特性讓頻率測量可直接轉化為長度校準。光頻梳的頻率間隔穩(wěn)定性可達 10^-15 量級,遠超傳統(tǒng)計量工具,能將計量誤差控制在納米甚至亞納米級。它可作為 “光學尺子” 校準干涉儀、光譜儀等設備,確保工業(yè)制造中精密零件的尺寸精度;在時間計量領域,其能連接微波原子鐘與光學頻率標準,為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(如北斗、GPS)的時間同步提供支撐,讓定位精度提升至厘米級。此外,國際單位制中 “秒” 和 “米” 的定義更新,也依賴光頻梳實現(xiàn)更高精度的基準復現(xiàn)。
光頻梳技術宛如一把 “光尺”,為光學測量領域帶來了的變革。在傳統(tǒng)光學測量中,精度常受限于光源的穩(wěn)定性與測量方法的局限。而光頻梳憑借其獨特的等間隔分立光譜特性,極大提升了測量精度。例如在精密光譜分析里,它能分辨極細微的頻率差異,助力科學家深入探究原子、分子的精細結構。在激光測距方面,光頻梳可實現(xiàn)亞毫米級甚至更高精度的測量,為航天、測繪等對精度要求嚴苛的領域提供有力支撐。隨著研究不斷深入,光頻梳在光學測量的多個分支持續(xù)拓展邊界,帶領該領域邁向更高精度、更寬應用范圍的新高度。光頻梳的原理和發(fā)展歷程。
光頻梳本質上是一種特殊的激光器,其獨特之處在于能夠產生一系列具有精確延遲的脈沖。在其內部,通過巧妙的設計與復雜的物理過程實現(xiàn)這一特性。以飛秒光頻梳為例,飛秒激光器中的鎖模機制發(fā)揮著關鍵作用。鎖模過程使得激光器輸出的脈沖在時間上高度有序,相鄰脈沖之間具有精確、穩(wěn)定的時間延遲。這種精確延遲源于激光器諧振腔內的各種光學元件對光脈沖的精細調控,包括色散補償元件對脈沖展寬的控制,以及增益介質對脈沖能量的補充與穩(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。在實際應用中,如光學相干層析成像技術里,光頻梳產生的精確延遲脈沖可用于對生物組織內部結構進行高分辨率成像,通過分析不同深度組織反射光脈沖的延遲時間,獲取組織的詳細信息 。光頻梳在精密測量中起到了重要的作用。異步采樣光頻梳研究
經過20多年的發(fā)展,光頻梳已經從計量實驗室走向了更廣闊的世界。超快光纖光頻梳參數
光頻梳為光學測量翻開嶄新篇章,開辟出諸多科研新領域?;谖⒅C振腔和半導體激光器技術等實現(xiàn)的小型化、芯片級光學頻率梳,雖面臨挑戰(zhàn),但前景廣闊。在生物醫(yī)學領域,利用光頻梳的高分辨率光譜特性,可對生物分子進行無損檢測,助力疾病早期診斷;在環(huán)境監(jiān)測方面,能夠精確分析大氣成分,監(jiān)測污染物。在量子光學領域,為量子態(tài)操控提供新手段。它突破傳統(tǒng)光學測量限制,吸引眾多科研人員投身相關研究,不斷拓展其應用邊界,挖掘更多潛在價值,推動光學測量與多學科深度融合 。超快光纖光頻梳參數