飞秒光学频率梳在精密测量中的应用
发布时间：2017-09-01
1引言
光源的发展直接推动了测量科学的进步。1960年激光的发明提供了一种理想的相干光源，随着连续波(CW)稳频激光器的发展，其频率稳定度已经可以达到10-11～10-14，极大地提高了激光干涉测量的精确度[1，2]。
1983年第17届国际计量大会上正式通过了新的米定义：米是光在真空中(1/299792458)s时间间隔内所经路程的长度[2]。国际计量大会在通过新的米定义的同时，通过了实施米定义的3个途径，其中之一为直接应用国际米定义咨询委员会(CCDM)推荐的几种稳频激光器的频率值与波长值[2]。几经修改，CCDM 共推荐了13种基于饱和吸收稳频的激光频率，其中包括127I2(532，633nm)、CH4(3392nm)、85Rb(778nm)和40Ca(657nm)等[2]。利用CCDM 推荐的稳频激光光源直接进行干涉测量或将测量激光器的频率与CCDM 推荐的稳频激光频率建立联系均可获得具有计量学意义的测量结果。
正交偏振双纵模激光器和外腔可调谐半导体激光器的出现也极大地促进了激光精密测量方法的发展。1970年，惠普公司推出了基于正交偏振双纵模 He-Ne激光 器 的 双频外差干涉仪用于增量式位移量，其测量精度可达λ/16(λ为激光波长)。随着半导体工艺对纳米位移定位需求的发展，双频外差激光干涉仪以其高的测量精确度和良好的在线性能而被广泛研究。从20世纪80年代起至今，清华大学对基于 He-Ne光器的正交偏振双纵模现象、产生机理和应用进行了系统研究[3]，并研发了基于正交偏振双纵模He-Ne激光器的双频外差干涉仪，用于工件台的纳米位移定位[4]。20世纪90年代初，基于光栅稳频的外腔可调谐半导体激光器迅速发展，其输出激光频率可由工作电流、电压和温度等参量控制，通常可实现激光频率在几十吉赫兹范围内连续调谐，且其激光线宽仅为几百千赫兹。基于以上优势，目前外腔可调谐半导体激光在干涉测量[5，6]和冷原子[7，8]等领域都有着不可替代的作用。
2005年，德国 Max-Plank研究所的Hnsch[9]和美国JILA 研究所的 Hall[10]因在飞秒光学频率梳(简称“飞秒光频梳”或“光频梳”)方面的贡献共同获得了诺贝尔物理学奖。飞秒光频梳是利用将频率溯源至微波频率基准的飞秒锁模激光产生一系列在频率域上稳定的激光光谱，其可将激光频率的测量转化为微波频率的测量，从而使得直接绝对测量激光频率成为可能[11]。飞秒光频梳作为一种特殊的激光光源，在时间域为飞秒脉冲激光，在频率域为等频率间隔的激光频率梳，在其他物理量的精密测量中也有着重要应用[12，13]。
本文主要从飞秒光频梳的原理入手，重点介绍飞秒光频梳在激光频率标尺、绝对距离测量和精密光谱测量等领域的研究进展、关键技术和研究动向。
2飞秒光频梳原理
早在1978年，Eckstein等[14]就提出利用脉冲锁模激光直接测量激光频率的设想，但是受限于锁模激光器的性能，该方法并没有得到高精度的测量结果。1999年，Hnsch小组[15，16]第一次利用商用克尔透镜锁模激光器在激光频率20THz的范围内获得了极为稳定的纵模频率间隔，且该纵模频率间隔严格等于激光脉冲的重复频率fr，稳定度优于6×10-16。2000年，Bell实验室的 Ranka等[17]发现利用特殊的微结构光纤的非线性效应可以把飞秒脉冲激光的频谱宽度扩展到2倍带宽以上，从而实现1个光学倍频程。2000年，Hall小组[18]利用经过光学倍频程后的激光，采用自参考方式将由激光群速度和相速度不同而引起的激光频率抖动锁定至频率基准，从而稳定了各梳齿的偏置频率fo。
2.1飞秒锁模激光
在频率域内，这个电场由相等频率间距fr的光梳构成，如果不考虑载波与包络的相对相位问题，则第n个梳齿的频率为脉冲重复频率的整数倍，即fn=n×fr。但是由于激光腔内介质的色散现象，会造成载波以相速度而包络以群速度进行传播，由于这两个速度不同，激光脉冲每往返激光谐振腔一周，载波相位和包络相位就会Δφ的相位差(0≤Δφ≤2π)，如图1所示。由于激光在共振腔每往返一周就要重复原来的状态，因此激光载波相位必须满足
式中T 为脉冲往返激光腔一周所需时间，n为正整数(约为106)。所以实际上满足这样条件的载波频率为
式中偏置频率fo=Δφfr/(2π)。载波和包络相位差使得各梳齿的频率并不能恰好等于激光脉冲重复频率的整数倍，而是存在偏置频率fo，且脉冲重复频率fr和偏差频率fo都是在微波频率范围，因此利用1台飞秒锁模激光器就可以将微波和光频建立联系。
2.2飞秒光频梳系统
如果fr和fo都是稳定的，那么每一个光梳齿的频率就是稳定的，一般飞秒激光的频谱宽度在太赫兹(THz)以上量级，经非线性光纤光学倍频程后可拓展至几百太赫兹，如果脉冲重复频率为1GHz，那么1台飞秒光频梳就含有数十万个稳频激光，这是传统连续波稳频激光所无法比拟的。由于现行的国际秒定义为铯(133Cs)原子超精细结构跃迁辐射9192631770个周期的时间，所以只有将fr和fo锁定至Cs原子钟，飞秒光频梳才具有计量学意义。
脉冲重复频率fr可直接用光电探测器得到，控制激光器的腔长即可控制重复频率fr并将其锁定至频率基准，偏置频率fo的探测与锁定通常采用自参考频率锁定方法，如图2所示。飞秒光频梳的第n个梳齿的频率可由(5)式给出，第2n个梳齿的频率可表示为f2n =2n×fr+fo。所以，偏置频率fo可由第n个梳齿的2倍频频率与第2n 个梳齿的频率进行拍频而获得，即fo=2×fn-f2n。
但是，采用该方法探测fa要求脉冲激光的频谱宽度足以覆盖fn及2X fn的频率范围，即1个光学倍频程。
为获得光学倍频程，目前通用的方法是利用特殊的微结构光纤或称为光子晶体光纤(PCF)来延展飞秒激光的频谱。飞秒光频梳的组成结构如图3所示。飞秒锁模激光器发出的一路脉冲激光直接由光电探测器接收并转化为电信号，经电子系统处理后形成反馈信号控制锁模激光器的腔长，使得重复频率fr锁定至频率基准;另一路脉冲激光经光子晶体光纤进行光学倍频后，进入自参考拍频探测单元，脉冲激光被分为等功率的两路，其中一路经滤波后提取第2n个梳齿的激光，另一路经滤波后提取第n个梳齿的激光并做倍频处理，两路激光会合后再入射至光电探测器转化为电信号，经电子系统处理后形成反馈信号控制锁模激光器的腔长，使得偏置频率fo锁定至频率基准。
钛蓝宝石(Ti…Sa)锁模激光器和光纤锁模激光器均为飞秒光频梳系统常用的锁模激光器。目前这两类锁模激光器均已商用化，Ti…Sa锁模激光器的中心波长在800nm 左右，重复频率在0.1～1.0GHz之间，掺铒(Er)和掺镱(Yb)光纤锁模激光器的中心波长分别在1560nm 和1040nm 左右，重复频率约为几百兆赫兹。自参考拍频探测单元的关键技术为激光的二倍频技术，通常利用周期性极化晶体的非线性效应来实现。
Cs原子钟微波频率标准是目前国际时间频率基准，频率稳定度优于10-15，选用其作为飞秒光频梳的频率基准可使得fr和fo均具有相同的频率稳定度。但是，由于Cs原子钟系统十分复杂，飞秒光频梳中的频率基准通常选用更为简单的铷(Rb)钟。商用Rb钟在1s内的频率稳定度可达1.5×10-11，但由于 Rb钟长时间工作其频率稳定度会变差，实际应用中常采用由全球定位系统(GPS)时基(1s频率稳定度约为5×10-12)定时标定 Rb钟的方式为飞秒光频梳提供长期频率稳定度达到10-11的频率基准。
3激光频率标尺
飞秒光频梳建立了微波频率与光波频率的联系，飞秒脉冲在频域内可视为一把具有极高精确度且可溯源的激光频率标尺[19]，其相邻频率间隔为脉冲重复频率fr，零点校准频率为偏置频率fo。激光频率标尺可用于对任意覆盖范围内的激光频率进行绝对测量，也可通过偏频锁定方式锁定工作激光器的频率，由光频梳作为桥梁将测量结果溯源至频率基准。
3.1激光频率绝对测量
利用飞秒光频梳测量某一激光的绝对频率[20，21]，待测激光频率fx可表示为
fb为待测激光频率与第N 个光梳齿的拍频，且fr、fo和fb均为正值。当光频梳锁定至频率基准后fr和fo可精确测得，为确定整数级次N 和fr、fo的符号，待测激光频率的初值应准确到±fr/4。目前的商用波长计的频率测量不确定度可达10-8，满足待测激光频率的粗测要求。
无需使用商用波长计对待测激光频率进行粗测，只使用飞秒光频梳也可以对激光频率进行精密测量[20]。用(6)式计算待测激光频率可分为两步：1)确定fr和fo的符号;2)测定与待测激光频率最邻近的光梳齿整数级次 N。fr和fo的符号可通过微调fr和fo并测量光频梳与待测激光最小拍频的频率变化而获得。调谐脉冲重复频率fr类似于拉伸一个一端固定的橡皮筋，光频梳的梳齿间隔增加，但是高阶梳齿的频率变化量会高于低阶梳齿的频率变化量。而调谐偏置频率fo则不同，光频梳的梳齿间隔保持不变，所有梳齿频率整体增加或减小。所以，若固定fo且增加fr而拍频频率减小则fr的符号为正，反之则为负;若fr的符号为正且增加fo而拍频频率减小则fo的符号为正，若fr的符号为正且增加fo而拍频频率增加则fo的符号为负，若fr的符号为负且增加fo而拍频频率减小则fo的符号为负，若fr的符号为负且增加fo而拍频频率增加则fo的符号为正。整数级次 N 的测量与多波长干涉中的小数重合法的测量原理相似[20]，通过微调飞秒光频梳的脉冲重复频率fr，测量待测激光与多个整数级次梳齿的拍频，可计算得到N。调谐fr至f′r，与待测激光相拍频的光梳齿的整数级次由N 变为N′，且满足N′=N+m，m 为梳齿整数级次的变化数，此时的待测激光频率可表示为
式中f′o和f′b分别为拍频梳齿整数级次为 N′时的偏置频率和梳齿与待测激光频率的拍频。则由(6)，(7)式得光梳齿整数级次N 满足
式中u′为脉冲重复频率为f′r时的拍频测量不确定度。假设u和u′均为±1kHz，则为达到|uN|<0.5的整数测量精度，脉冲重复频率的调谐量应大于4kHz。除采用以上连续调谐fr的方式测量待测激光与光频梳最邻近梳齿整数级次N 外，也可选用两个相差足够大的脉冲重复频率(|fr-f′r|》|u-u′|)分别测量待测激光频率来确定 N。
满足N 和N′的应为间隔1/(f′r/fr-1)的正整数集。假设fr和f′r分别为250.0，250.1MHz，N和N′应均为间隔2500的整数。由此，只需粗略地知道待测激光频率就可以确定与该频率激光相拍频的光频梳的整数级次。
3.2激光频率锁定与溯源
尽管飞秒光频梳可提供溯源至频率基准的宽光谱激光，但是频率可溯源、可调谐且具有一定功率的单一频率连续激光在干涉精密计量等领域的应用仍非常广泛。工作激光fDL与光频梳拍频，利用激光偏频锁定方式可锁定fDL至与其频率相邻的光频梳的梳齿[22]，如图4所示。利用光频梳作为频率传递的桥梁，fDL溯源至频率基准并具有相同的频率稳定度，闭环控制工作激光器可实现fDL在多梳齿间连续调谐，而且一般商用的可调谐半导体激光器的光功率均在毫瓦量级，远大于光频梳单梳齿的率。
外腔可调谐半导体激光器(ECDL)因其具有频率可调谐的特点在多波长干涉、相移干涉和频率跟踪测量等方面有着独特优势，如将飞秒光频梳系统用于对ECDL频率的锁定和溯源，其测量精度和计量意义都将得到加强[23～26]。2006年，Jin等[23]提出将ECDL锁定至光频梳并用于多波长干涉量块测量，通过将半导体激光的频率溯源至 Rb钟频率基准，得到了1.9×10-10的激光频率稳定度，量块长度的测量不确定度为15nm。2010年，Hyun等[24]将锁定至光频梳的ECDL应用于基于声光调制的迈克耳孙外差干涉仪系统，用于长距离位移测量。2009年，Bitou[25]提出将ECDL锁定至法布里-珀罗(F-P)腔并由光频梳测量ECDL的频率，由其频率变化得到F-P腔长度的变化，长度分辨率可达1.3nm。除上述拍频锁定方法外，通过滤波方式提取飞秒光频梳的某一梳齿并进行半导体注入放大也可以获得单一频率连续激光。2009年，Kim 等[27]利用光纤光栅和光纤F-P滤波器获得功率仅为40nW 的飞秒光频梳的单一光梳齿，并通过半导体注入放大的方式将其功率放大至20mW，其在10s积分时间内的频率稳定度可达2×10-15。
4绝对距离测量
飞秒光频梳不仅可以作为一把频率尺对激光频率进行精确计量，考虑到时间、速度和距离的相互关系，它也可以作为一把空间尺对长度进行测量。2000年，Minoshima等[28]首次直接利用飞秒锁模激光进行绝对距离测量，通过测量飞秒锁模激光多纵模间拍频分量的相移来获得待测距离，其使用的飞秒锁模激光的脉冲重复频率为50MHz，长期频率稳定度仅为10-7，但在240m 的测量范围内仍得到了50μm 的分辨率[28]。在此基础上，随着飞秒光频梳系统性能的提升，直接利用飞秒光频梳作为光源进行绝对距离测量的研究不断发展。
4.1时间飞行与相关分析
飞秒光频梳在时域上表现为重复频率为fr的激光脉冲，在频域上则为频率间隔为fr的一系列频率齿。基于飞秒光频梳的上述特点，2004年，Ye[29]详细阐述了在真空环境中基于时间飞行法和相关分析法的测量原理，以实现大量程、高分辨率的绝对距离测量。
飞秒光频梳入射至迈克耳孙干涉仪，脉冲周期满足τ=1/fr，参考臂和测量臂的长度分别为L1和L2，a′和b′分别为参考臂的反射激光脉冲，c′和d′分别为测量臂的反射激光脉冲，其探测光路由分光镜分为两路，分别进行时间飞行和相关分析的测量。
由于时间飞行法的测量精度由时间间隔的测量精度所决定，ps的时间分辨率对应的距离分辨率约为1mm，所以该系统首先采用时间飞行法对待测距离进行粗测，再利用相关分析法在一个脉冲相关周期内对距离进行精确测量。调谐fr并测量参考臂与测量臂反射的相邻两个脉冲的时间间隔Δt，可以实现时间飞行法的测量，如图6所示[29]。在脉冲重复频率为fr1(脉冲周期τ1)时，参考臂与测量臂反射的相邻脉冲的时间间隔为Δt1，增加重复频率至fr2(脉冲周期τ2)，参考臂与测量臂反射的相邻脉冲的时间间隔减小至Δt2。测量两个状态下的脉冲周期τ1、τ2以及相邻脉冲时间间隔Δt1、Δt2，可以得到参考臂与参考臂间隔的脉冲整数n。
为了得到更高的分辨率，继续调谐fr至fr3(脉冲周期τ3)，使得参考臂与测量臂反射的相邻脉冲a′和c′部分重合，如图7所示[29]。当Δt1=τ1/2时fr3达到调谐上限，且光程差满足ΔL/c=nτ3-Δt3，其中Δt3��3。由此可得，τ1和τ3满足[1-1/(2n)]τ1=τ3。对于重复频率约为250MHz的飞秒光频梳，其脉冲周期约为4ns，当ΔL≈12m 时的脉冲整数n≈10，最多需调谐重复频率的5%即可使得参考臂与测量臂反射的相邻脉冲重合。当脉冲a′和c′重合后，由于飞秒光频梳各梳齿间具有稳定的频率和相位关系，通过分析两个脉冲包络干涉的相关性，可以精确调谐重复频率使得两脉冲完全重合，此时用时间飞行法测量光程的时间小数为零。该方法测量的光程越大，参考臂与测量臂脉冲间隔数越多，所需的重复频率调谐范围越小，但是飞秒激光在长距离传播中的频率和相位抖动会引起包络干涉对比度的下降，从而影响相关分析的精度。
近年来，利用飞秒光频梳基于上述飞行时间和相关分析法进行绝对距离测量的实验被不断报道[30～32]。Cui等[30]利用重复频率约为1GHz的 Ti…Sa飞秒光频梳建立了量程为50m 的测量系统，与传统的 He-Ne激光干涉仪比对，两种方法测量一致性优于2μm。2010年，Lee等[33]提出了一种新的基于飞秒光频梳飞行时间的绝对距离测量方法，在传统迈克耳孙干涉仪的基础上利用周期性极化的钛氧磷酸钾晶体首先将待测飞秒脉冲转化为其二次谐波，再通过测量两个二次谐波的时间间隔实现时间飞行法测量，在测量量程0.7km范围内获得了117nm 的测量方差。由于飞秒脉冲在空气中长距离传播的色散现象会引起相关函数的非线性，所以若在空气环境中利用飞秒光频梳进行绝对距离测量，可测量飞秒脉冲激光的干涉谱，解调干涉谱中的相位信息可获得待测绝对距离[34～36]。
4.2双光频梳技术
利用两台重复频率有微小差别且具有相干性的飞秒光频梳组成外差光频梳系统，其中一台光频梳直接进入测距干涉仪，另一台光频梳用于测量经干涉仪光频梳的相移，可实现快速、大量程和高精度的绝对距离测量[37]。在时域上，双光频梳类似于游标测尺，两台光频梳具有一定偏差的脉冲重复周期，基于时间飞行法进行距离测量时，一台光频梳为主测尺，另一台则为游标尺，游标尺可实现小数位的精确测量。在频域上，双光频梳类似于双频激光，但光频梳具有更多的频率梳齿，重复频率相差为Δfr的两台光频梳拍频会产生一系列射频信号，其频率间隔为Δfr，即两光频梳的第n个梳齿的频率差为nΔfr。
信号光频梳经分光镜(BS)投射至参考镜，一路由参考镜直接反射，另一路经参考镜投射至待测目标再被反射，本振光频梳经分光镜后与信号光频梳合光，并入射至光电探测器(PD)，测量飞秒脉冲在参考镜与待测目标间的飞行时间可得待测距离。信号光频梳的重复频率为frS(脉冲周期τS)，本振光频梳的重复频率为frLO(脉冲周期τLO)，其重复频率相差Δfr(脉冲周期相差Δτ)，且满足Δfr《frS。信号光频梳脉冲与本振光频梳脉冲在时间上周期性地重合，且其重合时间周期T≈τ2LO/Δτ，连续采样本振脉冲与分别经参考镜和待测目标反射的信号脉冲的重叠拍频信号可提高飞行时间法小数部分测量的分辨率。
其中ELO和ES分别为本振和信号光频梳脉冲的电场强度，φLO和φS分别为各自载波与包络的相位差，n为脉冲级次。对于第n级脉冲，探测器得到的电压正比于本振脉冲与延迟信号脉冲在时域上的重叠量，可表示为
式中有效时间teff=nΔτ，Φ为信号光频梳脉冲被参考镜反射引起的半波损失，tr和tt分别为参考镜和待测目标引起的信号脉冲延时。为测量相对时间延迟Δt=tr-tt，先利用窗函数将式中的tr和tt分离，再对电压函数进行傅里叶变换得到相对谱相位为φ(ν)=2πΔtν，用待测距离L代替Δt并考虑飞秒脉冲在空气中传播的色散现象后可得
式中为νc、λc和vg分别为光频梳载波频率、波长和群速度。利用φ=a+b(ν-νc)对相对谱相位进行线性拟合，飞行时间法测得的长度可表示为L=b[vg/(4π)]，相位分析测得的度可表示为L=(a+2πm)[λc/(4π)]，其中m 为相位周期整数[37]。测得谱相位后，结合以上两式进行直线拟合可得到待测绝对距离。
5精密光谱测量
飞秒光频梳用于精密光谱测量主要有两大类方法，一类是利用光频梳作为频率标尺标定连续激光器并将其用于光谱测量[38]，另一类则是将光频梳直接用于光谱测量，该方法通常采用高精细度F-P腔作为样品池以增强光频梳与待测样品间的相互作用[39～44]。利用光频梳作为频率标尺标定连续激光器并用于光谱测量，相对于传统的基于连续激光器的吸收光谱测量，可实现连续激光器频率的可控和溯源，提高了光谱分辨率。直接光频梳光谱技术可利用光频梳的全光谱进行测量，类似于使用无数个频率和相位稳定的窄线宽激光，且其光谱分辨率受限于单个梳齿的线宽，通常在千赫兹至亚赫兹量级。高精细度F-P腔增加了光子在腔内的往返次数，可将有效吸收光程增长1/(1-R)倍，R 为F-P腔镜的反射率。飞秒光频梳入射至精细度F-P腔，在频域上只有满足F-P腔自由光谱范围整数倍的频率梳齿才可以透射，而在时域上飞秒激光脉冲在F-P腔中经过n次往返后可与另一新入射脉冲相重合。
2002年，Gherman等[39]第一次使用中心波长860nm、脉宽100fs的 Ti…Sa飞秒激光和腔长92cm、精细度420的F-P腔测量了乙炔的吸收光谱，该系统的有效吸收光程约为120m，在4nm 吸收光谱范围内实现了约为0.2cm-1的光谱分辨率。近年来，飞秒光频梳的性能不断提升，利用非线性效应其光谱可覆盖紫030001-7外至中红外，基于腔增强的光频梳直接光谱技术因其具有光谱测量范围大、光谱分辨率高和量灵敏度高等优势而被广泛研究。图9为几种腔增强直接光频梳光谱技术测量方案[44]。图9(a)为将飞秒光频梳直接应用至腔衰荡光谱测量，并利用衍射光栅和可旋转的反射镜提高光谱分辨率，其测量光谱在可见光到近红外波段，在100nm 的光谱范围内实现了0.8cm-1的光谱分辨率[40]。图9(b)表示利用飞秒光频梳的频域特性，通过扫描重复频率选择不同的光梳齿与F-P腔谐振，其光谱分辨率仅受限于光频梳的梳齿线宽[41]。图9(c)所示为利用掺Er光纤飞秒激光获得1.5～1.7μm 的光频梳并对 CO2、CO 和NH3等气体的近红外光谱进行测量，利用虚拟成像相位阵列(VIPA)和光栅将200nm 测量光谱范围的光谱分辨率提高至800MHz[42]。
(d)则是利用掺 Yb光纤飞秒激光和光学参量振荡获得光谱范围在2.8～4.8μm 的光频梳，对待测气体进行基于迈克耳孙干涉仪的快速傅里叶变换(FFT)光谱进行测量，光谱分辨率可达0.0056cm-1[43]。
利用两台重复频率略有差别的飞秒光频梳组成的双光频梳系统也可用于精密光谱测量，测量原理与用于绝对距离测量的双光频梳技术相似，通过测量一台飞秒光频梳经过待测样品后的幅值和相位而得到光谱信息[45]，如图10所示。一台光频梳经过腔增强光谱吸收池后与另一台光频梳合光并入射至探测器，将探测器得到的两台光频梳的干涉信号进行傅里叶分析可得待测样品的光谱信息。双光频梳技术与腔增强吸收光谱、傅里叶变换光谱相结合的光谱测量方法，相比于上述的其他直接光频梳光谱技术，测量系统无需任何机械移动，测量速度更快，而且光谱分辨率、信噪比更高。
6结束语
飞秒光频梳的出现得益于飞秒锁模激光、非线性光学、时间频率基准和激光稳频技术等领域的发展，其在时域上表现为重复频率稳定的飞秒脉冲激光，在频域上则表现为频率间隔稳定的频率梳齿。人类研究飞秒光频梳的最初目的是要对光波频率进行直接精密计量，在此之前谐波光频链承担了从微波频率向光频的过渡工作，但是其系统十分复杂且测量的光频数量十分有限。飞秒光频梳作为微波频率与光学频率的桥梁，可实现从兆赫兹到太赫兹直接频率传递，为下一代时间频率基准的建立和频率传递等方面的研究奠定了基础。同时，由于飞秒光频梳独特的时域和频域特性，它在激光频率计量、频率标准传递、绝对距离测量和光谱测量等方面有着更大的优势和应用前景。飞秒光频梳作为人类在光源领域的又一重大突破，将会带来测量科学的又一次进步。同时，飞秒光频梳作为一项新兴的激光技术，其自身技术的发展与其应用的发展是相辅相成的。目前，飞秒光学频率梳尤其是基于光纤锁模激光器的飞秒光频梳正在向高重复频率、宽光谱范围和小型化等方向发展，以满足不同应用领域对光频梳的不同需求。
摘自：中国计量测控网
