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激光頻率梳是一種在頻域上具有等間隔頻率模式分布的激光光源。它的頻譜像是一把梳子，有一系列離散的、等間距的頻率成分，這些頻率成分被稱為“梳齒”。 從原理上來說，其產(chǎn)生主要基于鎖模激光器。在鎖模激光器中，激光腔內的縱模被鎖定，使它們的相位保持固定關系。當這些縱模的頻率間隔相等時，就會在頻域上形成頻率梳。

激光頻率梳

特性

- 頻率準確性和穩(wěn)定性高：由于其產(chǎn)生機制依賴于激光腔內的穩(wěn)定模式鎖定，所以其頻率準確性和穩(wěn)定性都非常出色。這使得它可以作為高精度的頻率標準，在計量學領域發(fā)揮重要作用。例如，在時間頻率標準的建立中，激光頻率梳能夠提供極為精確的頻率參考，有助于實現(xiàn)高精度的時間測量和頻率校準。

- 頻譜范圍寬：能夠涵蓋從微波頻段到可見光甚至紫外光頻段的廣泛頻譜范圍。這使得它在光譜學等眾多領域有著廣泛應用，比如在研究分子的高分辨率光譜結構時，可以利用其寬頻譜范圍來同時探測多個頻率對應的吸收或發(fā)射光譜。

- 梳齒間隔均勻性好：相鄰梳齒之間的頻率間隔非常均勻，這是其作為頻率參考和用于精密測量的重要優(yōu)勢。這種均勻性可以用于精確的頻率差值測量，例如在光學頻率計量中，通過比較未知頻率與頻率梳梳齒頻率的差值來確定未知頻率的準確值。

應用領域

- 計量學：作為頻率標準，用于校準其他光學和電子設備的頻率。在時間頻率計量方面，與原子鐘等設備配合，完善高精度的時間和頻率測量體系。例如，通過將激光頻率梳與銫原子鐘連接，可以將光學頻率標準與微波頻率標準緊密聯(lián)系起來，實現(xiàn)跨頻段的高精度頻率校準。

- 光譜學：能夠提供高分辨率、寬頻譜范圍的光譜測量工具。用于研究物質的吸收和發(fā)射光譜，分析分子結構、化學鍵等。例如，在生物化學領域，利用激光頻率梳研究生物分子的光譜特性，以揭示其結構和功能之間的關系。

- 光通信：在波分復用（WDM）技術中發(fā)揮作用，提供多個等間隔的光載波頻率，增加光通信系統(tǒng)的傳輸容量。還可以用于光信號的調制和解調，提高通信系統(tǒng)的性能和效率。

- 精密測量：包括距離測量、速度測量等。在光學干涉測量中，利用激光頻率梳的頻率穩(wěn)定性和均勻性，可以實現(xiàn)高精度的長度測量。例如，在大地測量和精密工程測量中，通過干涉法結合激光頻率梳，可以精確測量兩點之間的距離。

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