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带你了解关于光学频率梳的原理介绍

 发布时间:2021-12-17 点击量:379
  光学频率梳是继超短脉冲激光问世之后激光技术领域的又一重大突破。光学频率梳由“锁模激光器”产生,是一种超短脉冲(飞秒1e-15s量级)的新型激光光源。飞秒激光脉冲是通过锁定飞秒激光器内所有能够振荡的激光纵模的相位而形成的周期性脉冲。如果对飞秒激光脉冲的重复频率和载波包络频移进行精密控制,根据傅里叶变换,在频域上即为分布均匀、位置固定且光谱范围极宽的一系列梳状谱线,则为“光学频率梳”,其可以作为参考来测量未知频率或将激光稳定到特定频率,而其在时域上则表现为重复频率稳定的飞秒脉冲激光。
  飞秒光学频率梳的出现得益于飞秒锁模激光、非线性光学、时间频率基准和激光稳频技术等领域的发展,是超快光学与精密光谱学结合的产物。人们最初研究飞秒光学频率梳的目的是要对光波频率进行直接精密计量,在此之前谐波光频链承担了从微波频率向光频的过渡工作,但是其系统过于复杂且测量的光频数量十分有限。而飞秒光学频率梳实现了微波频标与光学频率的直接连接,可实现从兆赫兹到太赫兹的直接频率传递,为下一代时间频率基准的建立和频率传递等方面的研究奠定了基础。同时,由于飞秒光学频率梳独特的时域和频域特性,使其在激光频率计量、光钟、频率标准传递、绝对距离测量和精密光谱等方面有着更大的优势和应用前景。此外,由于光学频率梳在频域上的一系列整齐的光谱谱线,使其可作为光谱分析的天然“刻线”,而且各“刻线”间的宽度很窄细,故拥有较高的光谱分辨率。而基于飞秒光学频率梳发展起来的,有别于传统的傅里叶变换光谱仪的双光梳光谱仪,在中红外光梳高分辨气体光谱分析中发挥着重要作用。