相干電磁波的產(chǎn)生和控制對人類社會的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響，如現(xiàn)代通信系統(tǒng)就依賴于對無線電波和光波的統(tǒng)一理論理解，但最初無線電場和光場之間不存在聯(lián)系，兩者的技術(shù)并不通用。激光器的發(fā)明是對射頻振蕩器的光學(xué)模擬，成為連接微波頻率和光學(xué)頻率之間的橋梁。光頻梳的誕生依賴于鎖模這一非線性光學(xué)過程，通過鎖模技術(shù)可以實現(xiàn)等頻率間隔的激光縱模分布，并在模式之間建立相位同步，在時域上形成超短激光脈沖。

光頻梳在頻域上是一系列等間隔的頻率線，結(jié)構(gòu)類似梳齒，這些頻率成分可以用下式描述：ƒn = nƒr e p + ƒ0，其中ƒr e p 是頻率線的間隔，同時也是脈沖的重復(fù)頻率，而ƒ0是所有模式共有的偏移頻率。對于大部分光學(xué)頻率梳來說，ƒr e p 一般在0.1-10 GHz之間。如果將ƒr e p 和ƒ0都穩(wěn)定在已知的精確射頻參考上，就可以得到疊加在一束脈沖中的~105個穩(wěn)定的頻率梳齒，光學(xué)頻率梳為時間和頻率計量提供了超精密標準，已成為精密光譜和測量領(lǐng)域的常用工具。

奧創(chuàng)光子目前已推出的1064 nm光纖光學(xué)頻率梳，是國內(nèi)首款波長為1064nm的產(chǎn)品級光頻梳光源，是對市場上常見的1.55μm波長光頻梳的有益補充；它是專為光學(xué)實驗室的使用而設(shè)計制造，可以和用戶的應(yīng)用方案相結(jié)合，組成緊湊便捷的精密光學(xué)計量系統(tǒng)。該光頻梳系統(tǒng)內(nèi)部采用模塊化設(shè)計，標準配置內(nèi)含高精度參考原子時鐘、飛秒光纖激光器，支持10-12數(shù)量級的頻率測量精度，并可提供穩(wěn)定的光梳脈沖輸出作為種子源，可用于氣體檢測、光譜傳感、高精度CW激光穩(wěn)頻、激光器頻率校準、長度計量、光纖鏈路、LIDAR等應(yīng)用。

該光學(xué)頻率梳以9字腔飛秒鎖模光纖激光器作為核心，采用f-2f技術(shù)獲取載波相位頻率fceo，通過激光諧振腔內(nèi)的PZT和相位調(diào)制器實現(xiàn)重復(fù)頻率f0和fceo的鎖定，其標準頻率參考為高穩(wěn)時鐘信號，如原子鐘或高穩(wěn)晶振信號，如下圖所示。

下面以某標準產(chǎn)品為例進行介紹，整體架構(gòu)如下：其通過自帶的10MHz射頻參考源和自參考模塊，將重復(fù)頻率鎖定到100MHz，fceo鎖定到10MHz，重復(fù)頻率可在±10kHz范圍內(nèi)可實現(xiàn)調(diào)諧。為了便于使用，本產(chǎn)品支持觸屏操控，并提供LAN遠程控制，無論是近端還是遠程均可實現(xiàn)操作。其內(nèi)種子源、放大器等均采用保偏設(shè)計，具有3個以上保偏光纖輸出端口，輸出~mW量級的光梳脈沖，一個光學(xué)參考源的輸入端口用于提高光梳的頻率精度及穩(wěn)定度。根據(jù)客戶需求可配備外部倍頻模塊，實現(xiàn)532 nm線偏振空間光輸出。

其典型輸出：中心波長為~1064 nm，3dB帶寬>20 nm，脈寬<100 fs，如下圖所示。產(chǎn)品本身帶有CEO頻率和重復(fù)頻率的信號輸出端口，可實現(xiàn)對CEO和重復(fù)頻率的實時監(jiān)測，其CEO偏頻的信噪比可達約30dB（100 kHz @ RBW&VBW），如下圖所示。

在鎖定到內(nèi)部射頻參考時以阿倫方差表示的頻率穩(wěn)定度達到<2×10-10（1s）及<2×10-13（1000s）；在鎖定到穩(wěn)定的外部光學(xué)參考源時其頻率指標將和參考源一致，可達到頻率穩(wěn)定度<3×10-13（1s）及<7×10-15（1000s）。作為對比，該技術(shù)指標與歐美多家商用光頻梳制造商的報道產(chǎn)品相比，頻率穩(wěn)定度相當。

該光頻梳裝置可含有光學(xué)測量輸入端口（1.06 μm），通過光纖端口輸入待測激光即可實現(xiàn)高精度的頻率測量。對于更高精度的需求，本產(chǎn)品提供光學(xué)參考的輸入端口，可以有一個或多個CW激光輸入，用戶可以選擇連接指定激光功率的光纖，CW激光將和光梳進行拍頻，由內(nèi)部的計數(shù)器計數(shù)，甚至可以將光梳鎖定到某個輸入的CW激光器。奧創(chuàng)光子可為客戶提供高度定制化服務(wù)，通過可選的外部模塊實現(xiàn)多端口輸出，支持更高的輸出功率、定制化的光譜及脈寬。得益于工業(yè)化的光機結(jié)構(gòu)設(shè)計和奧創(chuàng)光子特有的高穩(wěn)定鎖模技術(shù)，該光頻梳產(chǎn)品在多種使用環(huán)境下都能保證正常工作，輸出激光功率可接受不同用戶的需求來定制，覆蓋10毫瓦~1瓦范圍。

在與飛秒光頻梳用戶的合作過程，奧創(chuàng)光子受市場的促動，也發(fā)展了支持雙梳光譜實驗的訂制化光頻梳。雙梳光譜技術(shù)是一種無需移動部件的傅立葉變換干涉測量梳狀方法，這種頻率梳譜是目前最受關(guān)注的儀器方案。它利用頻率梳的頻率分辨率、頻率精度、寬帶寬和亮度，實現(xiàn)超高分辨率、高靈敏度的寬帶光譜。通過使用兩個相干頻率梳，雙梳光譜允許在梳齒的基礎(chǔ)上快速測量樣品的光譜響應(yīng)，而不受傳統(tǒng)光譜儀的尺寸限制或儀器響應(yīng)限制。目前雙梳光譜已經(jīng)在近紅外波段取得大量的驗證成果，已經(jīng)有了雙梳吸收光譜、光聲光譜和拉曼光譜等成熟技術(shù)，且在中紅外和太赫茲波段不斷探索，可以期待未來的進一步應(yīng)用。

可以推測在未來，奧創(chuàng)光子的系列化桌面型光頻梳產(chǎn)品組合成雙梳光譜發(fā)生器，將成為一種靈活的光譜分析工具，可以在實驗室和實地的許多應(yīng)用中取代傳統(tǒng)的傅里葉紅外光譜儀，從而在更緊湊的系統(tǒng)中實現(xiàn)更高的分辨率和靈敏度。

奧創(chuàng)光子技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事工業(yè)級飛秒激光器及其核心器件研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用的國家高新技術(shù)企業(yè)�？偛孔�落于浙江省杭州市，目前擁有約10000平方米光學(xué)潔凈室和辦公區(qū)。公司創(chuàng)始核心團隊由中科院西安光學(xué)精密機械研究所國家重點實驗室核心隊伍及海歸超快激光器工程化專家共同組成，其中包括國家萬人計劃專家、國際知名超快激光器企業(yè)首席設(shè)計師等，是目前國內(nèi)超快激光領(lǐng)域的先行者和引領(lǐng)者。

自2018年創(chuàng)立以來，公司已申請150余項專利，已擁有核心技術(shù)包括NALM全光纖長壽命鎖模種子源量產(chǎn)工藝、高階色散可調(diào)控CFBG制作工藝、拋物脈沖高保真光纖CPA技術(shù)、高增益innoslab放大器封裝工藝及技術(shù)等，結(jié)合100%自主設(shè)計的超快種子源、溫度調(diào)諧式啁啾光纖光柵等核心器件，已成功推出千瓦級、毫焦級、超短脈寬等系列化飛秒激光器產(chǎn)品，并在國內(nèi)率先實現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域批量出貨，年量產(chǎn)出貨超過500臺，打破了該領(lǐng)域被國外產(chǎn)品長期壟斷的局面。

文章來源：奧創(chuàng)光子

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