在现代光学与精密计量领域，光频梳（Optical Frequency Comb）被誉为21世纪最重要的光学工具之一。它如同一把横跨可见光到红外波段的“光学尺子”，能够以高的精度测量光的频率，改变了人们对时间、频率乃至距离的测量方式。2005年，诺贝尔物理学奖授予了对光频梳技术作出奠基性贡献的约翰·霍尔和特奥多尔·亨施，足见其科学价值之重大。
光频梳的本质是一系列等间距、相位相干的激光频率线，其在频域上形如梳齿，故得名“频梳”。这种特殊光谱通常由飞秒锁模激光器产生：当超短激光脉冲在时域中周期性重复时，根据傅里叶变换原理，其频谱自然形成一系列间隔等于脉冲重复频率的离散谱线。通过控制激光腔长和非线性效应（如自相位调制），可使整个频梳锁定于原子钟基准，从而实现绝对频率的精确溯源。 光频梳的核心突破在于解决了光学频率与微波频率之间的“鸿沟”。传统上，微波频率（如铯原子钟的9.19 GHz）可通过电子计数器直接测量，但光频高达10¹⁴–10¹⁵Hz，远超电子器件响应极限。光频梳通过“f-2f”自参考技术，将高频光信号下转换为可测的射频信号，实现了光频的直接计数，使光学原子钟成为可能。如今，基于光频梳的锶、镱等光晶格钟精度已达10⁻¹⁸量级——相当于宇宙年龄误差不超过1秒。
除了时间频率计量，光频梳在多个前沿领域大放异彩。在精密光谱学中，它可同时探测成千上万个分子吸收线，用于大气成分监测或基础物理常数检验；在激光测距中，双光梳干涉技术能实现微米级精度的远程距离测量，应用于卫星编队飞行或大型结构形变监测；在天文光谱仪校准中，光频梳为寻找系外行星提供稳定参考，显著提升径向速度测量灵敏度；此外，在量子信息和光通信领域，光频梳还可作为多波长光源，支持高容量数据传输或纠缠光子对生成。
近年来，光频梳技术正朝着小型化、集成化方向发展。传统系统依赖庞大复杂的飞秒激光器，而新型芯片级光频梳利用微环谐振腔中的克尔非线性效应，在硅基或氮化硅平台上实现“光梳-on-a-chip”，大幅降低成本与功耗，为便携式光谱仪、自动驾驶激光雷达等应用铺平道路。
当然，光频梳的广泛应用仍面临挑战，如功率稳定性、环境鲁棒性及成本控制等。但随着光子集成、人工智能辅助控制等技术的融合，其潜力将持续释放。
总之，光频梳不仅是一项革命性的测量工具，更是连接时间、空间与信息的桥梁。它以光为尺，丈量微观与宏观世界，推动着科学探索与技术创新迈向更高精度的新纪元。
