光纖皮秒光頻梳光源

來源: 發(fā)布時間:2025-08-09

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(chǎn)生一系列具有精確延遲的脈沖。在其內(nèi)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(nèi)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(chǎn)生的精確延遲脈沖可用于對生物組織內(nèi)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 。光頻梳在光學頻率合成中的應用,為實現(xiàn)光學頻率的精確控制和穩(wěn)定輸出提供了有力支持。光纖皮秒光頻梳光源

光纖皮秒光頻梳光源,光頻梳

光頻梳:解鎖光學測量新境界,探索未知世界。光學測量曾受限于分辨率與穩(wěn)定性,如同隔著毛玻璃觀察微觀世界,而光頻梳的出現(xiàn)如擦拭玻璃的布,讓模糊的細節(jié)變得清晰。它將測量精度推向 10^-18 量級,解鎖了原子尺度的動態(tài)觀測 —— 能追蹤電子在原子間的遷移軌跡,揭示化學反應的瞬時機制。在宇宙探索中,它讓望遠鏡 “看清” 百億光年外星系的元素組成,為尋找外星生命線索提供數(shù)據(jù);在深海探測里,其穿透水體的頻譜可識別深海熱液口的微生物群落。更重要的是,它打破了光學與微波領域的壁壘,使跨波段測量成為可能,為量子計算、引力波研究等未知領域搭建橋梁,讓人類對世界的認知邊界不斷外拓。中紅外光頻梳論壇在光頻梳出現(xiàn)以前,對光頻進行一次精確測量需要采用大規(guī)模的頻率鏈。

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將光頻梳比喻為光的頻率舞者,恰如其分地展現(xiàn)了它在光學測量中的靈動與關鍵作用。光頻梳技術的主要在于產(chǎn)生等間隔的頻率梳狀光譜。在光學測量中,它通過與待測光相互作用,精確比對頻率差異,從而揭示出光的各種特性。比如在光纖通信中,利用光頻梳可以準確測量光信號在光纖中的傳輸特性,包括損耗、色散等參數(shù),幫助優(yōu)化通信線路,提升通信質量。光頻梳就像一位精i準的舞者,在頻率的舞臺上翩翩起舞,將光學測量的奧秘一一呈現(xiàn),讓我們對光的理解和掌控達到新的高度。

光頻梳自 21 世紀初誕生以來迅速引起了極大關注。這源于其獨特且優(yōu)越的性能。在誕生之前,光學頻率測量面臨諸多難題,精度難以滿足日益增長的科研與技術需求。光頻梳的出現(xiàn)猶如一道曙光,它憑借穩(wěn)定且精確的頻率梳狀結構,為光學頻率測量開辟了全新路徑??蒲腥藛T可以借助光頻梳,深入研究原子、分子的精細能級結構,這對于理解物質的基本性質至關重要。在物理學前沿研究中,如檢驗愛因斯坦相對論的實驗里,光頻梳提供了高精度的頻率參考,為驗證理論的正確性發(fā)揮關鍵作用。因其巨大的科學價值和應用潛力,吸引了全球眾多科研團隊投身相關研究,推動光頻梳技術不斷向前發(fā)展,在短短時間內(nèi)取得了一系列令人矚目的成果 。在量子信息領域,光頻梳也被用于實現(xiàn)光子之間的糾纏和量子態(tài)的制備。

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光頻梳技術是光鐘發(fā)展的關鍵支撐。光鐘作為下一代高精度時間頻率基準,對時間測量精度要求極高。光頻梳能將微波頻標與光頻直接連接,實現(xiàn)從兆赫茲到太赫茲的直接頻率傳遞。在光鐘系統(tǒng)中,光頻梳可作為高精度頻率參考,對原子躍遷頻率進行精確鎖定和測量。通過精確控制光頻梳的重復頻率和載波包絡相位,極大降低光鐘的頻率不確定性,使原子鐘精度得到數(shù)量級提升。這一提升意義重大,在全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)中,時間基準可提高定位精度;在基礎物理研究中,有助于驗證更精確的物理理論,推動科學技術向更高精尖方向發(fā)展 。光頻梳是一種激光源,其光譜由一系列非常精確定義的均勻間隔的頻率組成。光纖光頻梳技術

光頻梳:領引光學技術新潮流,助力科研創(chuàng)新發(fā)展。光纖皮秒光頻梳光源

未來,隨著光頻梳技術的發(fā)展,雙光梳將成為一種便捷的光學測量工具。雙光梳技術結合了兩把光頻梳,通過巧妙利用它們之間的相互作用,能實現(xiàn)更高效、更精確的測量。在光譜測量方面,雙光梳可大幅提高測量速度,在極短時間內(nèi)獲取高分辨率光譜,這對于實時監(jiān)測快速變化的物理、化學過程意義重大。在距離測量領域,雙光梳利用干涉原理,能夠實現(xiàn)超長距離的高精度測量,為大尺度工程建設、衛(wèi)星定位等提供可靠支持。同時,其在生物分子檢測中也極具潛力,可精確識別生物分子的種類和濃度,助力疾病早期診斷。隨著相關技術不斷優(yōu)化,雙光梳有望集成化、小型化,如同常見的光學儀器一般,走進更多實驗室和應用場景,為科研和產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來更多便利 。光纖皮秒光頻梳光源