异步采样飞秒光频梳发展

若说锁模技术是光频梳 “舞者” 的 “节奏指挥”，那调制不稳定性与四波混频便是支撑 “舞步” 的重要 “动力”，二者通过非线性光学作用，让普通激光蜕变为脉冲序列与频率梳齿。调制不稳定性是光频梳 “初现身形” 的关键：当连续激光在光纤或谐振腔中传输时，介质折射率会随光强变化（即光学克尔效应），这种非线性会让光场中微小的强度起伏被不断放大 —— 就像舞者初登舞台时，细微的动作幅度被逐步拓展为连贯的舞步，使连续光分裂为一系列周期性的超短脉冲，为频域上形成梳齿奠定时域基础。光频梳不但能用于对精密光学计量，还可用作高保真光学变频器和精确定时超短脉冲的来源。异步采样飞秒光频梳发展

光频梳本质上是一种特殊的激光器，其独特之处在于能够产生一系列具有精确延迟的脉冲。在其内部，通过巧妙的设计与复杂的物理过程实现这一特性。以飞秒光频梳为例，飞秒激光器中的锁模机制发挥着关键作用。锁模过程使得激光器输出的脉冲在时间上高度有序，相邻脉冲之间具有精确、稳定的时间延迟。这种精确延迟源于激光器谐振腔内的各种光学元件对光脉冲的精细调控，包括色散补偿元件对脉冲展宽的控制，以及增益介质对脉冲能量的补充与稳定。这些精确延迟的脉冲在频域表现为等间隔的分立光谱，即光频梳的梳齿。在实际应用中，如光学相干层析成像技术里，光频梳产生的精确延迟脉冲可用于对生物组织内部结构进行高分辨率成像，通过分析不同深度组织反射光脉冲的延迟时间，获取组织的详细信息 。重频锁定飞秒光频梳我们的飞秒光纤光频梳，就一个字“稳”！

光学频率梳（Optical frequency comb）是一种特殊的激光光源。与普通激光的单频或窄带频谱不同，它的频谱由一系列等间隔的离散频率点组成，形似梳子，故得名 “频梳”；在时间域上，它表现为重复周期稳定的超短脉冲序列，脉冲宽度可低至飞秒级（1 飞秒 = 10^-15 秒）。这种特殊性源于锁模技术 —— 通过在激光谐振腔内引入调制，迫使不同频率的激光模式形成固定相位关系，从而输出相干的脉冲序列。其特性包括宽频谱覆盖（可从紫外延伸至中红外）、频率间隔恒定（由脉冲重复频率决定）、全频谱相干性，这使其成为连接微波频率（电子学）与光学频率（光子学）的 “桥梁”，为跨波段精密测量奠定基础，也是量子信息、光通信等领域的关键光源。

经过 20 多年的发展，光频梳已经从计量实验室走向了更广阔的世界。起初，光频梳主要在计量领域发挥关键作用，用于重新定义时间频率基准，极大提高了时间测量的精度，让全球计时体系更加精i准统一。随着技术的不断成熟与创新，其应用范围逐渐拓展到天文观测。天文学家利用光频梳校准光谱仪，精确测量恒星的光谱，从而更准确地研究恒星的化学成分、运动状态以及宇宙的演化奥秘。在生物医学领域，光频梳技术助力高分辨率成像，能够清晰呈现生物组织的微观结构，为疾病诊断和提供更精确的依据。此外，在环境监测、精密制造等行业，光频梳也崭露头角，成为推动各领域技术革新的重要力量 。光的频率密码：光频梳技术揭示光的神秘面纱。

光频梳的生成和应用需要高精度的光学元件和先进的激光技术作为支撑。生成光频梳主要是锁模激光器，需产生飞秒级超短脉冲，这要求激光介质具备极高的增益效率和稳定性，如掺钛蓝宝石晶体需控制在 0.1℃以内的温度波动。光学谐振腔的镜片需达到 99.99% 以上的反射率，以减少损耗并维持脉冲序列的相干性；相位锁定装置则需将频率间隔误差控制在赫兹级，依赖精密压电陶瓷和微波相位探测器。应用中，宽频谱覆盖需低损耗光纤和超连续谱发生技术，而野外环境下的稳定性则依赖抗振动光学平台和温度补偿系统。这些元件和技术的精度每提升一个量级，光频梳的测量能力就可能实现质的飞跃。精i准之光：光频梳技术领引测量领域新风尚。异步采样飞秒光频梳发展

随着光频梳技术的不断发展和成熟，它将在生物医学、环境监测、材料科学等领域发挥更大的作用。异步采样飞秒光频梳发展

光频梳以独特的 “舞步”，在光学测量领域带领新潮流。它产生的超短脉冲在时域和频域呈现特殊分布，在时域是飞秒量级时间宽度电磁场振荡包络，频域则为相等频率间隔光学频率序列，二者满足傅里叶变换关系。这一特性使其成为光学频率测量的有力工具，将铯原子微波频标与光频标准确关联。在实际测量应用中，相比传统方法，它能更快速地完成任务。例如在光通信领域，用于精确校准光信号频率，保障通信稳定高效，促使光学测量技术不断革新，成为众多科研、工业领域追求高精度测量的技术 。异步采样飞秒光频梳发展