光頻梳本質(zhì)上是一種特殊的激光器,其獨(dú)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(shè)計(jì)與復(fù)雜的物理過程實(shí)現(xiàn)這一特性。以飛秒光頻梳為例,飛秒激光器中的鎖模機(jī)制發(fā)揮著關(guān)鍵作用。鎖模過程使得激光器輸出的脈沖在時(shí)間上高度有序,相鄰脈沖之間具有精確、穩(wěn)定的時(shí)間延遲。這種精確延遲源于激光器諧振腔內(nèi)的各種光學(xué)元件對(duì)光脈沖的精細(xì)調(diào)控,包括色散補(bǔ)償元件對(duì)脈沖展寬的控制,以及增益介質(zhì)對(duì)脈沖能量的補(bǔ)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(shí)際應(yīng)用中,如光學(xué)相干層析成像技術(shù)里,光頻梳產(chǎn)生的精確延遲脈沖可用于對(duì)生物組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)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(shí)間,獲取組織的詳細(xì)信息 。光頻梳:開啟光學(xué)測(cè)量新篇章,探索科研新領(lǐng)域。工業(yè)光頻梳輸出波長(zhǎng)
光纖激光頻率梳利用光纖組件技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行,這一特點(diǎn)在諸多領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì)。光纖組件的穩(wěn)定性極高,能夠提供穩(wěn)定的激光輸出,使得光纖激光頻率梳在運(yùn)行過程中能夠保持極高的頻率精度和穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)的光學(xué)頻率梳相比,光纖激光頻率梳不受環(huán)境干擾的影響,具有更好的抗干擾能力。此外,光纖激光頻率梳的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),能夠滿足長(zhǎng)時(shí)間工作的需求。在科研、通信、光譜分析等領(lǐng)域,長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行的激光頻率梳能夠提供持續(xù)、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)支持,為相關(guān)研究和應(yīng)用提供可靠的保障。另外,光纖激光頻率梳的維護(hù)成本較低,使用壽命長(zhǎng)。由于光纖組件的耐用性和穩(wěn)定性,光纖激光頻率梳在使用過程中能夠減少維護(hù)和更換的頻率,降低了使用成本。光頻梳光頻梳光譜寬度在光頻梳出現(xiàn)以前,對(duì)光頻進(jìn)行一次精確測(cè)量需要采用大規(guī)模的頻率鏈。
光頻梳的命名源于其獨(dú)特外觀。從頻域視角看,它呈現(xiàn)為一系列等間隔的分立光譜,恰似日常生活中的梳子齒。這些梳齒般的光譜,間隔由鎖模激光重復(fù)頻率決定,位置由載波包絡(luò)相位等因素固定。形成過程涉及復(fù)雜物理機(jī)制,如基于鎖模激光器,通過鎖定激光器內(nèi)所有振蕩縱模相位,產(chǎn)生周期性超短脈沖,經(jīng)傅里葉變換得到光頻梳光譜。這種特殊光譜結(jié)構(gòu),為其在光學(xué)測(cè)量、光譜分析、頻率標(biāo)準(zhǔn)等眾多領(lǐng)域應(yīng)用奠定基礎(chǔ),形象的名字也讓人們更易理解和記住這一重要光學(xué)技術(shù) 。
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(duì),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(dòng)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。
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 。光頻梳自21世紀(jì)初誕生以來迅速引起了極大關(guān)注。廣東紫外光頻梳優(yōu)勢(shì)
光頻梳:開啟光通信新篇章,提速信息傳輸時(shí)代。工業(yè)光頻梳輸出波長(zhǎng)
探索光的頻率之美:光頻梳技術(shù)展現(xiàn)科研新魅力。光的頻率本是難以捕捉的微觀節(jié)律,而光頻梳以 “梳齒” 般的有序頻譜,將其轉(zhuǎn)化為可觀測(cè)、可計(jì)量的美學(xué)形態(tài)。從頻譜上看,等間隔排列的頻率點(diǎn)如琴鍵般整齊,覆蓋紫外到紅外的廣闊波段,仿佛自然譜寫的光譜樂章;時(shí)間域里,飛秒脈沖的周期性舞動(dòng),似光的心跳般準(zhǔn)確。這種美不僅在于形態(tài),更在于其連接微觀與宏觀的能力 —— 它讓原子躍遷的微弱頻移變得清晰,使遙遠(yuǎn)星系的光譜紅移可精確測(cè)量。在實(shí)驗(yàn)室中,科研人員通過光頻梳 “聆聽” 分子振動(dòng)的頻率,觀察量子態(tài)的瞬時(shí)變化,這種對(duì)光頻率的掌控,既展現(xiàn)了物理規(guī)律的和諧,也為暗物質(zhì)探測(cè)、量子糾纏研究等前沿領(lǐng)域注入新活力,讓科研充滿發(fā)現(xiàn)的詩意。工業(yè)光頻梳輸出波長(zhǎng)
光頻梳以其高精度、高穩(wěn)定度的特性,為光學(xué)頻率合成、高精度光譜分析等領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的支持。在時(shí)間測(cè)量方面,光頻梳能夠提供極高精度的頻率參考,有助于實(shí)現(xiàn)超穩(wěn)時(shí)間基準(zhǔn),為各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用提供可靠的時(shí)間保障。而光學(xué)原子鐘則是時(shí)間測(cè)量之作,它利用激光與原子相互作用,實(shí)現(xiàn)了超高精度的計(jì)時(shí)。光學(xué)原子鐘的出現(xiàn),極大地提高了時(shí)間測(cè)量的精度和穩(wěn)定性,為衛(wèi)星導(dǎo)航、無線通信等領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的支持。光頻梳和光學(xué)原子鐘的應(yīng)用前景非常廣闊。在衛(wèi)星導(dǎo)航、高精度測(cè)量、無線通信等領(lǐng)域,它們都有著巨大的應(yīng)用潛力。此外,它們還在物理學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,為科學(xué)研究提供了精確的時(shí)間基準(zhǔn)和工具。高質(zhì)量的光頻梳產(chǎn)生...