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光梳激光器，又稱飛秒激光光學(xué)頻率梳（簡(jiǎn)稱飛秒光梳），是一種能夠產(chǎn)生光學(xué)頻率梳的激光器。
光梳激光器
工作原理：
- 時(shí)域特性：光梳激光器產(chǎn)生的是一系列時(shí)間寬度在飛秒級(jí)別的超短脈沖。飛秒是極短的時(shí)間單位，1飛秒等于10-15秒。這些超短脈沖在時(shí)間上緊密排列，相鄰脈沖之間的時(shí)間間隔非常短。
- 頻域特性：在頻域上，它表現(xiàn)為一系列等頻間隔、位置固定、且具有極寬光譜范圍的單色譜線。這些譜線就像梳子的齒一樣，等間距分布，所以被形象地稱為“光梳”。其頻率間隔非常穩(wěn)定且精確，通常與激光器的腔長(zhǎng)等物理參數(shù)相關(guān)。
構(gòu)造組成：
- 激光增益介質(zhì)：這是產(chǎn)生激光的核心部分，常見(jiàn)的增益介質(zhì)有摻鉺光纖、鈦寶石等。不同的增益介質(zhì)具有不同的光譜特性和激光發(fā)射波長(zhǎng)范圍，可根據(jù)具體需求選擇。例如，摻鉺光纖激光器在通信領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，而鈦寶石激光器常用于科研領(lǐng)域的高能量、超短脈沖激光產(chǎn)生。
- 鎖模裝置：用于實(shí)現(xiàn)激光的鎖模運(yùn)行，使激光器產(chǎn)生超短脈沖序列。常見(jiàn)的鎖模方式有主動(dòng)鎖模和被動(dòng)鎖模。主動(dòng)鎖模需要外部的調(diào)制信號(hào)來(lái)控制激光的脈沖產(chǎn)生，而被動(dòng)鎖模則依靠激光腔內(nèi)的非線性效應(yīng)等自然機(jī)制實(shí)現(xiàn)鎖模。
- 光學(xué)腔：提供激光振蕩的空間，其長(zhǎng)度和反射鏡的特性對(duì)激光的頻率和脈沖特性有重要影響。光學(xué)腔的設(shè)計(jì)和優(yōu)化對(duì)于獲得穩(wěn)定、高質(zhì)量的光梳輸出非常關(guān)鍵。
應(yīng)用領(lǐng)域：?
- 精密計(jì)量：可作為一把“光學(xué)尺”，用于精確測(cè)量其他激光器的頻率、波長(zhǎng)等參數(shù)，在長(zhǎng)度計(jì)量、光譜分析等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。例如，在國(guó)際計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)中，光梳激光器可用于對(duì)長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)的精確標(biāo)定。
- 光學(xué)原子鐘：光學(xué)原子鐘是目前最精確的時(shí)鐘，光梳激光器為光學(xué)原子鐘提供了穩(wěn)定的頻率參考，使得時(shí)間測(cè)量的精度達(dá)到了極高的水平，對(duì)于基礎(chǔ)物理研究、導(dǎo)航定位等領(lǐng)域具有極其重要的意義。
- 量子計(jì)算：在量子計(jì)算中，光梳激光器可用于制備和操控量子態(tài)，為量子信息的處理和傳輸提供了關(guān)鍵的技術(shù)支持。
- 光譜學(xué)研究：光梳光譜技術(shù)具有頻率分辨率高、測(cè)量速度快、光譜覆蓋范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，可用于材料表征、化學(xué)反應(yīng)監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域的光譜分析。
- 天文觀測(cè)：用于天文光譜儀的校準(zhǔn)，能夠提高天文觀測(cè)的精度和準(zhǔn)確性，幫助天文學(xué)家更好地研究天體的物理特性和演化過(guò)程。
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