【聚焦激光】光頻梳應用-Menhir 飛秒激光器
編輯丨瑞秋
發布丨先鋒科技
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光學頻率梳（OFC-OPTICAL FREQUENCY COMB）是一種在力學上類似于齒輪的光子工具。它將光學頻域（THz）連接到眾所周知的微波域（MHz–GHz）。這保證了相差50多年的頻率之間的“一對一”對應關系，并使超高光學頻率能夠用標準電子器件直接解決。這保證了頻率之間的“一對一”對應，這些頻率相差超過五個數量級，并且能夠使用標準電子設備直接解析超高光學頻率。
光頻梳獲得過諾貝爾獎，技術應用在各個領域，包括工業和科研，都有很多的應用。例如：頻率梳光譜學、精密頻率傳輸、距離測量或低噪聲信號生成。
其實，一個頻率梳僅僅由兩個參數以及一個簡單的方程來定義：
fn = fCEO + n·frep
n: comb line number (1)
一個被動鎖模激光器的光譜已經是一個以激光載波頻率為中心的等間隔傅里葉線的序列。為了將其轉變為穩定的頻率梳，可以自參考激光以便測量 fCEO和frep 并將其穩定在固定值。
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圖1
世界各地的科研團隊基本都在用上圖（圖 1）的方案來搭建光頻梳光學實驗平臺。
下圖（圖2）的實驗結果特別使用了1.0 GHz的MENHIR-1550激光器，結果來看fCEO和frep都具有超低殘余噪聲。"f-2f"干涉儀為 fCEO的穩定提供了一個誤差信號，使得1.0 GHz載波的積分相位噪聲低于500 mrad（100 Hz - 10 MHz）。使用超穩定的CW激光對frep進行額外的穩定，可以將整體激光噪聲降低到每個梳線低于50 mrad （100 Hz - 10 MHz）。
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圖2
這些結果表明，MENHIR-1550激光器可以將Z先進的光學頻率梳推向一個新的精密水平。
不是所有的梳狀線都具有相等的功率，這是由于激光的頻譜有限。圖2（左側）顯示了一個典型的MENHIR-1550激光器的功率譜。圖2（右側）顯示了單個梳狀線，它是功率譜中心的一個放大區域。每個梳狀線的自由運行線寬小于20 kHz。光學頻率梳（OFC）頻譜在-20 dBc帶寬內包含大約一百萬條單獨的譜線。
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低噪聲GHz 飛秒激光器
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