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飞秒激光频率梳在精密光谱测量中的应用

一、引言

飞秒激光频率梳是一种具有等间隔频率线的超稳定光源,广泛用于光学频率标准、精密光谱学、气体传感等领域。其突破传统光谱分辨率的能力,使其成为新一代高精度计量的重要工具。本文将探讨其工作原理与典型应用。


二、核心技术原理

锁相飞秒激光器

输出光频梳由固定重复频率和载波包络偏移频率组成。

光频梳锁定技术

将光频梳锚定至微波频率标准(如原子钟),确保长期稳定性。

双光梳干涉测量

利用两组频率梳进行高速、宽谱段光谱采集。


三、典型应用场景

大气痕量气体检测

快速识别温室气体、污染物成分,支持环境监测。

分子指纹光谱分析

精确测定分子跃迁频率,用于基础物理研究。

光学原子钟与时间频率传递

构建更高精度的时间基准系统。


四、未来发展方向

便携式光频梳系统开发

推动其在野外、卫星或无人机上的部署。

AI辅助光谱解析与数据库构建

提升自动识别与分类能力,适应复杂混合物检测需求。


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