光的頻率舞者:光頻梳技術(shù)領(lǐng)引光學(xué)測量新潮流。若將光學(xué)測量比作一場精密的舞蹈,光頻梳便是那位掌控節(jié)奏的舞者。它以飛秒脈沖為舞步,在頻率舞臺上跳出等間隔的軌跡,顛覆了傳統(tǒng)測量的局限。傳統(tǒng)光學(xué)測量如單頻激光,恰似獨舞,難以覆蓋寬頻譜;而光頻梳的多頻協(xié)同,如群舞般兼顧廣度與精度。在工業(yè)檢測中,它 “舞動” 的頻譜能同時分析多種物質(zhì)成分,效率提升百倍;在遙感領(lǐng)域,其脈沖 “舞步” 穿透大氣干擾,讓地表污染物的檢測更快速準(zhǔn)確。如今,從芯片制造的納米級校準(zhǔn)到深空探測的光譜分析,光頻梳正以靈動的 “舞姿” 重構(gòu)光學(xué)測量范式,推動行業(yè)向更高分辨率、更寬頻段、更實時化的方向革新。精i準(zhǔn)之光:光頻梳技術(shù)領(lǐng)引測量領(lǐng)域新風(fēng)尚。超快光纖光頻梳光譜寬度
在光學(xué)頻率測量范疇,光頻梳的地位舉足輕重。以往,光學(xué)頻率測量面臨諸多難題,如頻率基準(zhǔn)不穩(wěn)定、測量過程復(fù)雜且精度欠佳。光頻梳的出現(xiàn)徹底改變了這一局面,它提供了一系列精確且穩(wěn)定的頻率參考點。其梳齒頻率間隔高度穩(wěn)定,如同構(gòu)建了一座精確的頻率 “階梯”??茖W(xué)家借助光頻梳,能夠?qū)⒐鈱W(xué)頻率與微波頻率緊密關(guān)聯(lián),實現(xiàn)從微波頻段到光頻段的高精度頻率傳遞與測量。在光鐘系統(tǒng)中,光頻梳作為關(guān)鍵部件,對原子躍遷頻率進(jìn)行鎖定與測量,極大降低了光鐘的頻率不確定性,使原子鐘精度獲得數(shù)量級的提升,為全球衛(wèi)星導(dǎo)航、通信等依賴高精度時間頻率的系統(tǒng)筑牢基礎(chǔ)。超快光頻梳脈沖寬度飛秒激光光學(xué)頻率梳,簡稱飛秒光梳,是一種脈沖間隔在飛秒級別的脈沖光。
展望未來,隨著光頻梳技術(shù)持續(xù)進(jìn)步,雙光梳技術(shù)有望成為極為便捷的光學(xué)測量工具。雙光梳系統(tǒng)由兩個具有特定頻率差異的光頻梳組成。在測量時,兩束光頻梳產(chǎn)生的光脈沖相互干涉,通過分析干涉信號,能夠獲取豐富的測量信息。相較于傳統(tǒng)單光梳測量,雙光梳測量具有更高的測量速度與精度。例如在光譜測量中,雙光梳可在極短時間內(nèi)完成對寬光譜范圍的高精度測量,提高了測量效率。在距離測量方面,雙光梳能夠?qū)崿F(xiàn)更遠(yuǎn)距離、更高精度的測量,且對環(huán)境干擾的抵抗能力更強(qiáng)。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷優(yōu)化,如降低光頻梳的噪聲、提高雙光梳頻率穩(wěn)定性等,雙光梳將在工業(yè)檢測、天文觀測、生物醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,為光學(xué)測量帶來全新的便捷體驗 。
經(jīng)過 20 多年的發(fā)展,光頻梳已經(jīng)從計量實驗室走向了更廣闊的世界。起初,光頻梳主要在計量領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用,用于重新定義時間頻率基準(zhǔn),極大提高了時間測量的精度,讓全球計時體系更加精i準(zhǔn)統(tǒng)一。隨著技術(shù)的不斷成熟與創(chuàng)新,其應(yīng)用范圍逐漸拓展到天文觀測。天文學(xué)家利用光頻梳校準(zhǔn)光譜儀,精確測量恒星的光譜,從而更準(zhǔn)確地研究恒星的化學(xué)成分、運動狀態(tài)以及宇宙的演化奧秘。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,光頻梳技術(shù)助力高分辨率成像,能夠清晰呈現(xiàn)生物組織的微觀結(jié)構(gòu),為疾病診斷和提供更精確的依據(jù)。此外,在環(huán)境監(jiān)測、精密制造等行業(yè),光頻梳也嶄露頭角,成為推動各領(lǐng)域技術(shù)革新的重要力量 。光頻梳對原子鐘和時間測量產(chǎn)生了革i命性的影響。
光頻梳作為一種新型儀器,在光譜分析領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。它是一種能夠產(chǎn)生一系列具有穩(wěn)定且等間距的光頻率的設(shè)備,其原理結(jié)合了光學(xué)與微波技術(shù),提供了出色的光譜分析功能。光譜分析是研究物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的重要手段,光頻梳的應(yīng)用為該領(lǐng)域帶來了巨大的突破。由于其能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的光頻率,光頻梳可以實現(xiàn)高精度的光譜測量,提高了分析的準(zhǔn)確度和分辨率。此外,光頻梳還具有寬廣的頻率覆蓋范圍,可以覆蓋可見光到紅外等多個波段,適用于不同類型物質(zhì)的分析。這使得光頻梳成為化學(xué)、物理、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中不可或缺的分析工具。同時,隨著技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,光頻梳還可以與其他儀器進(jìn)行組合,如激光光譜儀、光電檢測器等,進(jìn)一步提高分析的靈敏度和精確度。未來隨著技術(shù)的進(jìn)步和研究的深入,光頻梳在光譜分析領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。其準(zhǔn)確度高的優(yōu)勢使其將更多地被應(yīng)用于新型材料研究、環(huán)境檢測以及生物分子的研究等多個方面。因此,光頻梳作為新型儀器將為光譜分析領(lǐng)域帶來更加深遠(yuǎn)的影響。光頻梳是一種被廣闊應(yīng)用于光譜分析領(lǐng)域的新型儀器。超快光頻梳脈沖寬度
光頻梳作為一種高分辨率的光譜工具,為分子光譜的研究提供了強(qiáng)大的支持。超快光纖光頻梳光譜寬度
光頻梳被發(fā)明起初,主要用于光學(xué)頻率的測量和不同頻率光學(xué)基準(zhǔn)的比較。在光學(xué)頻率測量方面,它憑借精確的梳齒頻率間隔,成為超高精度的頻率標(biāo)尺。傳統(tǒng)測量方法精度有限,難以滿足對微小頻率變化的檢測需求,光頻梳的出現(xiàn)徹底改變了這一局面??蒲腥藛T利用它能夠精i準(zhǔn)測量激光頻率的細(xì)微漂移,為激光技術(shù)的優(yōu)化提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。在不同頻率光學(xué)基準(zhǔn)比較中,光頻梳發(fā)揮著橋梁作用。通過將不同光學(xué)基準(zhǔn)與光頻梳進(jìn)行比對,可準(zhǔn)確評估它們之間的差異,實現(xiàn)全球光學(xué)頻率基準(zhǔn)的統(tǒng)一和校準(zhǔn)。這對于構(gòu)建高精度的全球時間頻率網(wǎng)絡(luò)、保障通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運行等具有不可替代的意義。隨著應(yīng)用探索的深入,光頻梳逐漸展現(xiàn)出在更多領(lǐng)域的應(yīng)用價值,開啟了光學(xué)技術(shù)應(yīng)用的新篇章 。超快光纖光頻梳光譜寬度