脈沖光頻梳

光頻梳的命名源于其獨特外觀。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) 。革i命性光頻梳技術(shù)：推動科研領(lǐng)域邁向新高峰。脈沖光頻梳

在量子信息領(lǐng)域，光頻梳正逐漸展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。光子糾纏是量子信息處理的主要資源之一，而光頻梳可用于高效實現(xiàn)光子之間的糾纏。通過精心設(shè)計的實驗裝置，利用光頻梳產(chǎn)生的多波長、等間隔的光脈沖，在特定的非線性光學(xué)介質(zhì)中相互作用，能夠誘導(dǎo)光子之間產(chǎn)生糾纏態(tài)。同時，在量子態(tài)制備方面，光頻梳也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它可以精確控制光子的頻率、相位等量子態(tài)參數(shù)，為制備高純度、特定形式的量子態(tài)提供了有力手段。例如在量子通信中，制備高質(zhì)量的糾纏光子對并精確調(diào)控其量子態(tài)，有助于實現(xiàn)長距離、高安全的量子密鑰分發(fā)。在量子計算中，光頻梳輔助制備的特定量子態(tài)，是構(gòu)建量子比特、執(zhí)行量子算法的重要基礎(chǔ)，推動著量子信息領(lǐng)域不斷向前發(fā)展 。中紅外光頻梳市場光頻梳的精i確度和穩(wěn)定性使其成為光學(xué)計量和校準(zhǔn)領(lǐng)域的理想工具。

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)，對連續(xù)激光進行調(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，在時域上具有極短的持續(xù)時間，根據(jù)傅里葉變換，其在頻域會展寬為一個寬帶光譜。當(dāng)滿足特定條件，如在鎖模機制作用下，這些寬帶光譜中的頻率分量會形成穩(wěn)定的等間隔分布，進而產(chǎn)生光頻梳。該方式產(chǎn)生的光頻梳，在精密光譜學(xué)、光鐘等對脈沖特性要求較高的領(lǐng)域表現(xiàn)出色 。

光頻梳作為一種新型儀器，在光譜分析領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。它是一種能夠產(chǎn)生一系列具有穩(wěn)定且等間距的光頻率的設(shè)備，其原理結(jié)合了光學(xué)與微波技術(shù)，提供了出色的光譜分析功能。光譜分析是研究物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的重要手段，光頻梳的應(yīng)用為該領(lǐng)域帶來了巨大的突破。由于其能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的光頻率，光頻梳可以實現(xiàn)高精度的光譜測量，提高了分析的準(zhǔn)確度和分辨率。此外，光頻梳還具有寬廣的頻率覆蓋范圍，可以覆蓋可見光到紅外等多個波段，適用于不同類型物質(zhì)的分析。這使得光頻梳成為化學(xué)、物理、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中不可或缺的分析工具。同時，隨著技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，光頻梳還可以與其他儀器進行組合，如激光光譜儀、光電檢測器等，進一步提高分析的靈敏度和精確度。未來隨著技術(shù)的進步和研究的深入，光頻梳在光譜分析領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。其準(zhǔn)確度高的優(yōu)勢使其將更多地被應(yīng)用于新型材料研究、環(huán)境檢測以及生物分子的研究等多個方面。因此，光頻梳作為新型儀器將為光譜分析領(lǐng)域帶來更加深遠的影響。我們的飛秒光纖光頻梳，就一個字“穩(wěn)”！

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，為實現(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)建量子計算機、實現(xiàn)量子通信的基石，光頻梳為量子信息領(lǐng)域發(fā)展注入強大動力，助力科學(xué)家不斷突破，向?qū)崿F(xiàn)實用化量子技術(shù)目標(biāo)邁進 。在未來，科學(xué)家們將繼續(xù)探索各種類型光頻梳的巨大潛力，并努力克服目前面臨的技術(shù)和工程難題。飛秒脈沖光頻梳模擬

通過光頻梳技術(shù)，科學(xué)家們能夠?qū)崿F(xiàn)對光波頻率的精i確控制和測量，為光學(xué)研究打開了新的大門。脈沖光頻梳

過去 20 多年間，光頻梳技術(shù)經(jīng)歷了從萌芽到蓬勃發(fā)展的歷程，逐步從計量實驗室的精密儀器走向更廣闊的應(yīng)用天地。光頻梳主要在計量實驗室中用于高精度的時間頻率計量，作為一種驗證科學(xué)理論、提升計量精度的前沿技術(shù)而存在。隨著研究的深入與技術(shù)的成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。在通信行業(yè)，光頻梳用于提升光纖通信的容量與穩(wěn)定性，助力構(gòu)建更高效的信息高速公路。在科研領(lǐng)域，光頻梳在天文學(xué)中用于系外行星探測，通過精確分析恒星光譜變化尋找行星蹤跡；在化學(xué)、生物學(xué)領(lǐng)域，用于分子結(jié)構(gòu)分析、生物分子檢測等。在工業(yè)生產(chǎn)中，光頻梳也應(yīng)用于精密制造的測量與校準(zhǔn)環(huán)節(jié)。如今，光頻梳已融入眾多行業(yè)，持續(xù)為各領(lǐng)域發(fā)展注入新動力，其應(yīng)用邊界仍在不斷拓展 。脈沖光頻梳