飞秒光学频率梳

飞秒光学频率梳

什么是飞秒光学频率梳？

飞秒光学频率梳（femtosecond optical frequency comb）是一种能够产生高精度、高稳定性的光学时钟信号的仪器，它可以将连续的激光光谱转换为离散的、均匀分布在频率轴上的线状谱，这些线状谱之间的间隔是固定的。通过控制这些线状谱之间的间隔，飞秒光学频率梳可以产生高精度、高稳定性的微波和毫米波信号，被广泛应用于精密测量、频率合成、时间和空间标准等领域。

飞秒光学频率梳的原理

飞秒光学频率梳利用了超快脉冲激光器发射出来的高重复频率脉冲序列，这些脉冲序列经过非线性效应作用后形成了一个离散且均匀分布在频域上的线状谱。这个离散化后的谱称为“频率梳”，因为它类似于一把具有均匀刻度的调制器。

飞秒光学频率梳的应用

1. 频率合成

飞秒光学频率梳可以将一个单一的频率转换为多个精确的频率，从而

实现频率合成。这种技术被广泛应用于通信、雷达、卫星导航等领域。

2. 精密测量

飞秒光学频率梳可以用于精密测量，例如测量光速、原子钟、引力波

探测器等。利用飞秒光学频率梳可以实现高精度的测量，具有极高的

可靠性和稳定性。

3. 时间和空间标准

飞秒光学频率梳可以作为时间和空间标准，例如国际计量单位制中的

秒就是通过利用铯原子钟和飞秒光学频率梳来定义的。

4. 生物医学研究

飞秒光学频率梳还可以应用于生物医学研究领域，例如通过利用飞秒

光学频率梳进行拉曼光谱分析来检测人体组织中的化合物和分子。

总结

飞秒光学频率梳是一种能够产生高精度、高稳定性的微波和毫米波信

号的仪器，它可以广泛应用于精密测量、频率合成、时间和空间标准

以及生物医学研究等领域。飞秒光学频率梳的原理是利用超快脉冲激光器发射出来的高重复频率脉冲序列，通过非线性效应作用后形成离散且均匀分布在频域上的线状谱。