廣東中紅外光頻梳論壇

在神秘的量子信息領(lǐng)域，光頻梳扮演著關(guān)鍵角色。光子糾纏是量子信息處理的資源，光頻梳可產(chǎn)生具有特定頻率和相位關(guān)系的光子對，為實(shí)現(xiàn)光子糾纏創(chuàng)造條件。通過精確調(diào)控光頻梳參數(shù)，科研人員能使不同光子間建立起奇妙的量子關(guān)聯(lián)，形成糾纏態(tài)。在量子態(tài)制備方面，光頻梳同樣發(fā)揮重要作用，其穩(wěn)定且精確的頻率特性，可作為頻率參考，幫助制備特定量子態(tài)，如量子比特。這些量子態(tài)是構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)、實(shí)現(xiàn)量子通信的基石，光頻梳為量子信息領(lǐng)域發(fā)展注入強(qiáng)大動力，助力科學(xué)家不斷突破，向?qū)崿F(xiàn)實(shí)用化量子技術(shù)目標(biāo)邁進(jìn) 。光頻梳技術(shù)的成功應(yīng)用展示了光學(xué)領(lǐng)域的巨大潛力。廣東中紅外光頻梳論壇

紫外光頻梳，顧名思義，是一種在紫外光波段具有等間隔分立光譜的光源。它的光譜不是連續(xù)的，而是由一系列銳利、窄而等距的激光線組成，形如梳子，因此得名。這種光源的產(chǎn)生，依賴于穩(wěn)定的脈沖序列和由飛秒鎖模激光器產(chǎn)生的固定重復(fù)率，或者通過非線性介質(zhì)中的四波混合等機(jī)制。紫外光頻梳的出現(xiàn)，可以說是科技領(lǐng)域的一大突破。它以其獨(dú)特的頻率特性和高精度測量能力，為眾多領(lǐng)域的發(fā)展提供了強(qiáng)大的支撐。在量子計(jì)算領(lǐng)域，紫外光頻梳技術(shù)可以用于產(chǎn)生高帶寬、低噪聲的光源，從而提高量子計(jì)算的性能和穩(wěn)定性。在天文光譜儀的校準(zhǔn)中，紫外光頻梳技術(shù)則可以用于精確測量天體的光譜線位置和寬度，為天文學(xué)研究提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。廣東飛秒光頻梳特點(diǎn)自20世紀(jì)末以來，光學(xué)頻率梳技術(shù)的發(fā)展和其廣闊應(yīng)用已經(jīng)徹底改變了物理學(xué)的許多領(lǐng)域。

光纖光頻梳是利用鎖模激光技術(shù)產(chǎn)生超短光脈沖，這些光脈沖在時(shí)域上表現(xiàn)為一系列等間隔的脈沖序列，而在頻域上則呈現(xiàn)為一系列等頻間隔的單色譜線，形狀類似于一把梳子。這種特性使得光纖光頻梳在光學(xué)測量和通信領(lǐng)域具有極高的精度和穩(wěn)定性。主要應(yīng)用：光學(xué)頻率測距和測速：光纖光頻梳的高精度頻率測量能力使其成為光學(xué)測距和測速領(lǐng)域的理想工具。在激光雷達(dá)、地球測量和光學(xué)測量等領(lǐng)域，光纖光頻梳能夠提供精確的距離和速度信息。光纖通信系統(tǒng)：光纖光頻梳為光纖通信系統(tǒng)提供了高精度的頻率標(biāo)準(zhǔn)。通過穩(wěn)定的光頻率鎖定激光器，光纖光頻梳可以實(shí)現(xiàn)高精度的頻率合成，從而提高通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確度。此外，光纖光頻梳還可以用于光纖通信系統(tǒng)的頻率校準(zhǔn)和調(diào)制，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能。干涉檢測：光纖光頻梳的不同頻率成分可以與參考頻率進(jìn)行干涉，通過調(diào)整參考頻率，可以對光纖光頻梳的頻率進(jìn)行校準(zhǔn)。這種特性使得光纖光頻梳在干涉檢測領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。分子光譜學(xué)：光纖光頻梳能夠提供高分辨率的頻譜測量能力，對于分子結(jié)構(gòu)和動力學(xué)的研究具有重要意義。在分子光譜學(xué)領(lǐng)域，光纖光頻梳被廣泛應(yīng)用于高分辨紅外光譜、原子力顯微鏡分辨光譜等研究方向

光頻梳是一種能夠產(chǎn)生一系列具有精確延遲脈沖的激光器。其工作原理基于鎖模技術(shù)，通過巧妙調(diào)控激光腔內(nèi)的增益與損耗，讓激光以極短脈沖的形式輸出。這些脈沖在時(shí)間域上呈現(xiàn)出等間隔分布，猶如一把細(xì)密梳子的齒。在頻域中，對應(yīng)的頻率梳狀結(jié)構(gòu)具有極高的頻率精度和穩(wěn)定性。每個(gè)梳齒的頻率間隔精確可控，這種獨(dú)特性質(zhì)使得光頻梳在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。在精密光譜測量中，它可作為超高精度的頻率標(biāo)尺，分辨原子、分子光譜的細(xì)微特征；在光通信領(lǐng)域，有助于實(shí)現(xiàn)超高速、大容量的數(shù)據(jù)傳輸，大幅提升通信效率，為現(xiàn)代科技發(fā)展注入強(qiáng)大動力 。光頻梳在光學(xué)頻率測量領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

光頻梳正帶領(lǐng)光學(xué)技術(shù)邁向新高度，成為科研創(chuàng)新的強(qiáng)大助推器。在光學(xué)原子鐘里，它是不可或缺的伙伴。光學(xué)原子鐘作為高精度時(shí)間頻率計(jì)量工具，光頻梳能助其實(shí)現(xiàn)更高頻率和時(shí)間分辨率，通過對比、同步不同地區(qū)光學(xué)時(shí)鐘，構(gòu)建全球光學(xué)時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)，為科研提供時(shí)間參考。在光譜學(xué)研究中，它更是一把利刃，用于氣體探測、分子光譜校正，挖掘物質(zhì)深層次結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。科研人員基于雙光梳系統(tǒng)，取得諸多光譜學(xué)研究突破。它還在測距領(lǐng)域大顯身手，分辨率遠(yuǎn)超傳統(tǒng)光源，為工程建設(shè)、地理測量等提供有力支撐，推動多學(xué)科科研創(chuàng)新發(fā)展 。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。廣東中紅外光頻梳論壇

在光頻梳出現(xiàn)以前，對光頻進(jìn)行一次精確測量需要采用大規(guī)模的頻率鏈。廣東中紅外光頻梳論壇

光頻梳的產(chǎn)生方式主要有光調(diào)制與飛秒脈沖兩種。光調(diào)制產(chǎn)生光頻梳，是利用特定的調(diào)制技術(shù)，對連續(xù)激光進(jìn)行調(diào)制。比如采用電光調(diào)制器或聲光調(diào)制器，在激光中引入周期性的頻率調(diào)制，使激光光譜在頻域上分裂為一系列等間隔的頻率分量，從而形成光頻梳。這種方式產(chǎn)生的光頻梳，在通信領(lǐng)域應(yīng)用很多，可用于密集波分復(fù)用系統(tǒng)，增加通信容量。而飛秒脈沖產(chǎn)生光頻梳，則基于飛秒激光器。飛秒激光器輸出的超短脈沖，在時(shí)域上具有極短的持續(xù)時(shí)間，根據(jù)傅里葉變換，其在頻域會展寬為一個(gè)寬帶光譜。當(dāng)滿足特定條件，如在鎖模機(jī)制作用下，這些寬帶光譜中的頻率分量會形成穩(wěn)定的等間隔分布，進(jìn)而產(chǎn)生光頻梳。該方式產(chǎn)生的光頻梳，在精密光譜學(xué)、光鐘等對脈沖特性要求較高的領(lǐng)域表現(xiàn)出色 。廣東中紅外光頻梳論壇