紅外光頻梳：光學(xué)領(lǐng)域的新星！在科技日新月異的當(dāng)下，光學(xué)領(lǐng)域正迎來一場(chǎng)革新性的變革。其中，紅外光頻梳作為一種新興的光學(xué)技術(shù)，正逐漸展現(xiàn)出其強(qiáng)大的潛力和廣闊的應(yīng)用前景。紅外光頻梳，顧名思義，是一種利用紅外光譜段的光頻梳技術(shù)。光頻梳，又稱為光學(xué)頻率梳或光梳，是一種能夠產(chǎn)生一系列離散且等間隔頻率光波的技術(shù)。而紅外光頻梳則是將這一技術(shù)應(yīng)用于紅外光譜段，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外光的精確控制和測(cè)量。紅外光頻梳的出現(xiàn)，為光學(xué)測(cè)量和光譜分析帶來了革新性的突破。傳統(tǒng)的光譜分析技術(shù)往往受限于分辨率和測(cè)量精度，而紅外光頻梳則能夠提供極高的頻率分辨率和測(cè)量精度，使得研究人員能夠更準(zhǔn)確地研究物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)和行為。異步采樣光頻梳的原理。皮秒激光光頻梳應(yīng)用

此外，光頻梳還在光纖通信系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。光纖通信系統(tǒng)需要高精度的頻率標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行頻率校準(zhǔn)和合成，光頻梳正好能夠滿足這一需求。同時(shí)，光頻梳還可以提高光纖通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確度，進(jìn)一步推動(dòng)光通信技術(shù)的發(fā)展。值得一提的是，盡管早期的光頻梳實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)體積龐大且成本昂貴，但隨著微納加工工藝的進(jìn)步和成熟，芯片級(jí)的光頻梳已成為可能。這種基于低損耗微諧振腔的克爾孤子光頻梳，有望實(shí)現(xiàn)重量、功耗和成本的明顯降低，從而推動(dòng)光頻梳在更多領(lǐng)域的應(yīng)用。皮秒激光光頻梳應(yīng)用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。

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(duì)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(huì)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(huì)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(duì)脈沖特性要求較高的領(lǐng)域表現(xiàn)出色 。

在光學(xué)測(cè)量的漫漫征途中，光頻梳宛如一把閃耀的新鑰匙。以往，測(cè)量連續(xù)激光器頻率需借助復(fù)雜方法，猶如在迷宮中徘徊。光頻梳出現(xiàn)后，一切變得簡(jiǎn)單高效。它能作為光學(xué)尺，連接、標(biāo)定不同波長(zhǎng)連續(xù)激光器，還能鎖定射頻參考基準(zhǔn)時(shí)鐘，標(biāo)定激光頻率。在天文學(xué)領(lǐng)域，可用于測(cè)量天體光譜，幫助科學(xué)家分析天體成分與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；在微觀世界，助力研究分子光譜，解析分子結(jié)構(gòu)。它讓我們突破傳統(tǒng)測(cè)量局限，踏入更廣闊未知領(lǐng)域，不斷拓展人類對(duì)世界認(rèn)知的邊界 。光纖激光頻率梳利用光纖組件，可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行。

在光學(xué)頻率測(cè)量領(lǐng)域，光頻梳占據(jù)著無可替代的地位。傳統(tǒng)測(cè)量方法在面對(duì)高精度、寬頻帶測(cè)量需求時(shí)往往力不從心，光頻梳卻能輕松應(yīng)對(duì)。它提供了一系列均勻間隔且相位相干穩(wěn)定的頻率分量，如同精確的頻率標(biāo)尺。可直接用于測(cè)量連續(xù)激光器頻率，還能對(duì)復(fù)雜光譜進(jìn)行精細(xì)分析。在光通信領(lǐng)域，需對(duì)大量光信號(hào)頻率精確校準(zhǔn)，光頻梳能快速準(zhǔn)確完成任務(wù)，保障通信系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；在激光頻率計(jì)量中，作為標(biāo)準(zhǔn)頻率參考，為其他測(cè)量設(shè)備校準(zhǔn)提供依據(jù)。其重要性體現(xiàn)在推動(dòng)光學(xué)頻率測(cè)量技術(shù)不斷進(jìn)步，滿足現(xiàn)代科技對(duì)高精度頻率測(cè)量的迫切需求 。光頻梳被發(fā)明起初，主要用于光學(xué)頻率的測(cè)量和不同頻率光學(xué)基準(zhǔn)的比較。光纖光頻梳輸出方式

利用光頻梳可以解決傳統(tǒng)激光跟蹤儀速度慢、需要分時(shí)跟蹤不同的目標(biāo)等問題。皮秒激光光頻梳應(yīng)用

經(jīng)過 20 多年的發(fā)展，光頻梳已經(jīng)從計(jì)量實(shí)驗(yàn)室走向了更廣闊的世界。起初，光頻梳主要在計(jì)量領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用，用于重新定義時(shí)間頻率基準(zhǔn)，極大提高了時(shí)間測(cè)量的精度，讓全球計(jì)時(shí)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(cè)。天文學(xué)家利用光頻梳校準(zhǔn)光譜儀，精確測(cè)量恒星的光譜，從而更準(zhǔn)確地研究恒星的化學(xué)成分、運(yùn)動(dòng)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(cè)、精密制造等行業(yè)，光頻梳也嶄露頭角，成為推動(dòng)各領(lǐng)域技術(shù)革新的重要力量 。皮秒激光光頻梳應(yīng)用