飞秒激光光频梳

四波混频则是光频梳 “拓宽舞台” 的核i心：它让不同频率的光子在非线性介质中相互作用，通过能量交换生成新的频率分量 —— 例如两个高频光子与一个低频光子相互作用，可产生一个更低频的光子，反之亦然。这如同舞者在舞台上拓展动作范围，让原本局限于某一频段的 “梳齿”，向紫外、红外等方向延伸，形成覆盖宽频段的完整频率梳，且新生成的梳齿与原有梳齿保持严格的频率间隔，确保了光频梳的准确性。正是这两种非线性效应的协同作用，让光频梳既能拥有稳定的 “舞步”（脉冲序列），又能拓展 “舞台”（宽频段梳齿），为后续科研测量的高精度应用提供了物理基础。在量子信息领域，光频梳也被用于实现光子之间的纠缠和量子态的制备。飞秒激光光频梳

在人工智能与光学交叉的前沿领域，光频梳正为光学神经网络实现人类情感识别提供有力支持。光学神经网络具有处理速度快、信息容量大等优势，而光频梳的引入进一步提升了其性能。光频梳产生的多波长、稳定的光信号，可作为光学神经网络的输入光源。在情感识别过程中，首先采集人类面部表情、语音等包含情感信息的光学信号，这些信号经光频梳调制后输入光学神经网络。光频梳的精确频率特性有助于更准确地编码情感信息，使神经网络能够更敏锐地捕捉到情感特征。例如在面部表情识别中，不同情感对应的面部肌肉细微变化所引起的光学信号差异，经光频梳调制后，可被光学神经网络更准确地识别与分类，从而提升情感识别的准确率与效率，为智能人机交互等领域带来新的发展机遇 。钛宝石飞秒光频梳原理光频梳的梳齿间隔可以通过改变激光脉冲的参数来进行调控，这使得它能够满足不同研究需求。

经过 20 多年的发展，光频梳已经从计量实验室走向了更广阔的世界。起初，光频梳主要在计量领域发挥关键作用，用于重新定义时间频率基准，极大提高了时间测量的精度，让全球计时体系更加精i准统一。随着技术的不断成熟与创新，其应用范围逐渐拓展到天文观测。天文学家利用光频梳校准光谱仪，精确测量恒星的光谱，从而更准确地研究恒星的化学成分、运动状态以及宇宙的演化奥秘。在生物医学领域，光频梳技术助力高分辨率成像，能够清晰呈现生物组织的微观结构，为疾病诊断和提供更精确的依据。此外，在环境监测、精密制造等行业，光频梳也崭露头角，成为推动各领域技术革新的重要力量 。

光频梳除了用于精密光学计量，其应用还远不止于此。作为一种高保真的光学变频器，光频梳能够将一种频率的光转换为另一种频率的光，这在光学通信和光谱分析中具有重要的应用价值。由于光频梳产生的光谱线具有极高的精度和稳定性，因此其转换效率也非常高，能够保证光学信号的高质量传输。此外，光频梳还可以作为精确定时超短脉冲的来源。在现代光学中，超短脉冲的应用非常广，例如在激光加工、光学成像和光学时钟等领域。光频梳可以产生一系列精确的延迟脉冲，这些脉冲可以用于产生超短脉冲，从而实现高精度的定时和触发。这种技术对于需要精确控制时间的应用场景非常重要，例如在量子计算、高速通信和生物医学成像等领域。光频梳被发明起初，主要用于光学频率的测量和不同频率光学基准的比较。

这种 “高精度” 使其成为跨领域革新工具：计量领域，它替代传统微波频标，实现光学频率的直接精确传递；光谱分析中，其宽频段（可覆盖紫外至红外）、高分辨率特性，能快速捕获分子 “指纹”，应用于环境污染物检测、生物组织病理诊断；光通信领域，它支持密集波分复用，单梳可承载数十上百个信道，大幅提升传输容量；在量子计算、引力波探测等前沿研究中，它也为量子比特操控、微弱信号捕获提供了支撑。2005 年诺贝尔物理学奖授予光频梳相关研究，正是对其科学价值与产业潜力的高度肯定。异步采样光频梳的原理。飞秒激光光频梳

光频梳的原理和发展历程。飞秒激光光频梳

光频梳以其高精度、高稳定度的特性，为光学频率合成、高精度光谱分析等领域提供了强有力的支持。在时间测量方面，光频梳能够提供极高精度的频率参考，有助于实现超稳时间基准，为各种科学实验和应用提供可靠的时间保障。而光学原子钟则是时间测量之作，它利用激光与原子相互作用，实现了超高精度的计时。光学原子钟的出现，极大地提高了时间测量的精度和稳定性，为卫星导航、无线通信等领域提供了强有力的支持。光频梳和光学原子钟的应用前景非常广阔。在卫星导航、高精度测量、无线通信等领域，它们都有着巨大的应用潜力。此外，它们还在物理学、化学、生物医学等领域发挥着重要作用，为科学研究提供了精确的时间基准和工具。飞秒激光光频梳