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光頻梳,堪稱光領(lǐng)域的神奇 “舞者”。從原理上看,它源于鎖模激光器產(chǎn)生的周期性激光脈沖串。在時(shí)間域里,這些脈沖猶如靈動(dòng)的舞者,有節(jié)奏地躍動(dòng);轉(zhuǎn)換到頻率空間,便化作等間隔頻率的光譜,好似一把精心打造的光學(xué)尺子。這把尺子刻度由鎖模激光重復(fù)頻率決定,起點(diǎn)與零頻差值取決于激光脈沖載波和包絡(luò)相對(duì)相位。憑借如此特性,光頻梳可測(cè)量未知頻率,在光學(xué)測(cè)量中,將原本復(fù)雜模糊的測(cè)量變得清晰,極大提升了測(cè)量精度,助力科學(xué)家探索光與物質(zhì)相互作用的細(xì)微奧秘 。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。飛秒光頻梳應(yīng)用領(lǐng)域
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 。廣東異步采樣光頻梳技術(shù)光的頻率舞者:光頻梳技術(shù)領(lǐng)引光學(xué)測(cè)量新潮流。
光頻梳高度的穩(wěn)定性和可重復(fù)性是其主要優(yōu)勢(shì)。穩(wěn)定性方面,無論是基于鎖模激光器,還是微諧振腔系統(tǒng)產(chǎn)生的光頻梳,都通過復(fù)雜技術(shù)手段,將頻率波動(dòng)控制在極小范圍。如在基于摻鉺光纖系統(tǒng)的光學(xué)頻率梳中,通過精密的反饋控制,能保證梳齒頻率長(zhǎng)期穩(wěn)定。可重復(fù)性則體現(xiàn)在,在相同實(shí)驗(yàn)條件下,光頻梳能多次產(chǎn)生幾乎完全一致的頻率梳狀光譜。這種特性讓光頻梳在精密測(cè)量中可靠性極高,例如在高精度光譜測(cè)量中,多次測(cè)量結(jié)果高度一致,科研人員能基于此準(zhǔn)確分析物質(zhì)特性,為科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)中的高精度檢測(cè)等提供堅(jiān)實(shí)保障 。
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(duì)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(cè)、分子光譜校正,挖掘物質(zhì)深層次結(jié)構(gòu)與性質(zhì)??蒲腥藛T基于雙光梳系統(tǒng),取得諸多光譜學(xué)研究突破。它還在測(cè)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(cè)量等提供有力支撐,推動(dòng)多學(xué)科科研創(chuàng)新發(fā)展 。光頻梳技術(shù):推動(dòng)光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域邁向新高度。
未來,隨著光頻梳技術(shù)的發(fā)展,雙光梳將成為一種便捷的光學(xué)測(cè)量工具。雙光梳技術(shù)結(jié)合了兩把光頻梳,通過巧妙利用它們之間的相互作用,能實(shí)現(xiàn)更高效、更精確的測(cè)量。在光譜測(cè)量方面,雙光梳可大幅提高測(cè)量速度,在極短時(shí)間內(nèi)獲取高分辨率光譜,這對(duì)于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)快速變化的物理、化學(xué)過程意義重大。在距離測(cè)量領(lǐng)域,雙光梳利用干涉原理,能夠?qū)崿F(xiàn)超長(zhǎng)距離的高精度測(cè)量,為大尺度工程建設(shè)、衛(wèi)星定位等提供可靠支持。同時(shí),其在生物分子檢測(cè)中也極具潛力,可精確識(shí)別生物分子的種類和濃度,助力疾病早期診斷。隨著相關(guān)技術(shù)不斷優(yōu)化,雙光梳有望集成化、小型化,如同常見的光學(xué)儀器一般,走進(jìn)更多實(shí)驗(yàn)室和應(yīng)用場(chǎng)景,為科研和產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來更多便利 。廣東朗研科技:光頻梳的測(cè)量與應(yīng)用。飛秒光頻梳應(yīng)用領(lǐng)域
光頻梳的生成涉及到非線性光學(xué)中的許多重要概念,如相位匹配、色散補(bǔ)償和模式鎖定等。飛秒光頻梳應(yīng)用領(lǐng)域
光頻梳技術(shù)宛如一把 “光尺”,為光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域帶來了的變革。在傳統(tǒng)光學(xué)測(cè)量中,精度常受限于光源的穩(wěn)定性與測(cè)量方法的局限。而光頻梳憑借其獨(dú)特的等間隔分立光譜特性,極大提升了測(cè)量精度。例如在精密光譜分析里,它能分辨極細(xì)微的頻率差異,助力科學(xué)家深入探究原子、分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)。在激光測(cè)距方面,光頻梳可實(shí)現(xiàn)亞毫米級(jí)甚至更高精度的測(cè)量,為航天、測(cè)繪等對(duì)精度要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域提供有力支撐。隨著研究不斷深入,光頻梳在光學(xué)測(cè)量的多個(gè)分支持續(xù)拓展邊界,帶領(lǐng)該領(lǐng)域邁向更高精度、更寬應(yīng)用范圍的新高度。飛秒光頻梳應(yīng)用領(lǐng)域