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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 。光頻梳在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用具有廣闊的前景。光纖超快光頻梳輸入

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。在光學(xué)頻率測(cè)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(cè)量方法精度有限，難以滿足對(duì)微小頻率變化的檢測(cè)需求，光頻梳的出現(xiàn)徹底改變了這一局面。科研人員利用它能夠精i準(zhǔn)測(cè)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(duì)，可準(zhǔn)確評(píng)估它們之間的差異，實(shí)現(xiàn)全球光學(xué)頻率基準(zhǔn)的統(tǒng)一和校準(zhǔn)。這對(duì)于構(gòu)建高精度的全球時(shí)間頻率網(wǎng)絡(luò)、保障通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)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(jià)值，開啟了光學(xué)技術(shù)應(yīng)用的新篇章 。光纖超快光頻梳輸入光頻梳的起源可以追溯至鎖模激光器和窄線寬激光器兩個(gè)領(lǐng)域。

在光學(xué)頻率測(cè)量范疇，光頻梳的地位舉足輕重。以往，光學(xué)頻率測(cè)量面臨諸多難題，如頻率基準(zhǔn)不穩(wěn)定、測(cè)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(diǎn)。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”。科學(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(shí)現(xiàn)從微波頻段到光頻段的高精度頻率傳遞與測(cè)量。在光鐘系統(tǒng)中，光頻梳作為關(guān)鍵部件，對(duì)原子躍遷頻率進(jìn)行鎖定與測(cè)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(jí)的提升，為全球衛(wèi)星導(dǎo)航、通信等依賴高精度時(shí)間頻率的系統(tǒng)筑牢基礎(chǔ)。

光頻梳為光學(xué)測(cè)量翻開嶄新篇章，開辟出諸多科研新領(lǐng)域。基于微諧振腔和半導(dǎo)體激光器技術(shù)等實(shí)現(xiàn)的小型化、芯片級(jí)光學(xué)頻率梳，雖面臨挑戰(zhàn)，但前景廣闊。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，利用光頻梳的高分辨率光譜特性，可對(duì)生物分子進(jìn)行無損檢測(cè)，助力疾病早期診斷；在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，能夠精確分析大氣成分，監(jiān)測(cè)污染物。在量子光學(xué)領(lǐng)域，為量子態(tài)操控提供新手段。它突破傳統(tǒng)光學(xué)測(cè)量限制，吸引眾多科研人員投身相關(guān)研究，不斷拓展其應(yīng)用邊界，挖掘更多潛在價(jià)值，推動(dòng)光學(xué)測(cè)量與多學(xué)科深度融合 。光頻梳在光學(xué)頻率測(cè)量領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

光頻梳除了用于精密光學(xué)計(jì)量，其應(yīng)用還遠(yuǎn)不止于此。作為一種高保真的光學(xué)變頻器，光頻梳能夠?qū)⒁环N頻率的光轉(zhuǎn)換為另一種頻率的光，這在光學(xué)通信和光譜分析中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。由于光頻梳產(chǎn)生的光譜線具有極高的精度和穩(wěn)定性，因此其轉(zhuǎn)換效率也非常高，能夠保證光學(xué)信號(hào)的高質(zhì)量傳輸。此外，光頻梳還可以作為精確定時(shí)超短脈沖的來源。在現(xiàn)代光學(xué)中，超短脈沖的應(yīng)用非常廣，例如在激光加工、光學(xué)成像和光學(xué)時(shí)鐘等領(lǐng)域。光頻梳可以產(chǎn)生一系列精確的延遲脈沖，這些脈沖可以用于產(chǎn)生超短脈沖，從而實(shí)現(xiàn)高精度的定時(shí)和觸發(fā)。這種技術(shù)對(duì)于需要精確控制時(shí)間的應(yīng)用場(chǎng)景非常重要，例如在量子計(jì)算、高速通信和生物醫(yī)學(xué)成像等領(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。飛秒光頻梳基本原理

在量子信息領(lǐng)域，光頻梳也被用于實(shí)現(xiàn)光子之間的糾纏和量子態(tài)的制備。光纖超快光頻梳輸入

光頻梳技術(shù)在諸多領(lǐng)域的成功應(yīng)用，猶如一把鑰匙，開啟了光學(xué)領(lǐng)域巨大潛力的寶庫。在精密測(cè)量領(lǐng)域，其實(shí)現(xiàn)的超高精度測(cè)量，突破了傳統(tǒng)測(cè)量手段的局限，為基礎(chǔ)科學(xué)研究、制造等提供了堅(jiān)實(shí)支撐。在通信領(lǐng)域，光頻梳助力密集波分復(fù)用技術(shù)，提升通信容量，滿足了日益增長(zhǎng)的信息傳輸需求。在量子信息領(lǐng)域，光頻梳在糾纏光子產(chǎn)生、量子態(tài)制備等方面的應(yīng)用，推動(dòng)了量子通信、量子計(jì)算等前沿技術(shù)的發(fā)展。這些成功應(yīng)用表明，光學(xué)領(lǐng)域蘊(yùn)含著無限可能。隨著對(duì)光頻梳技術(shù)及相關(guān)光學(xué)原理研究的深入，未來有望在更多領(lǐng)域取得創(chuàng)新性突破，如在生物醫(yī)學(xué)成像中實(shí)現(xiàn)更高分辨率成像，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中實(shí)現(xiàn)更精確的污染物檢測(cè)等，為人類社會(huì)發(fā)展帶來更多福祉 。光纖超快光頻梳輸入