Spatiotemporal heterodyne detection
我们描述了一个计划，其中的相机变成一个有效的可调谐频率滤波器的几个赫兹的带宽在离轴，外差光学混合配置，使执行并行，高分辨率的相干光谱成像。这种方法通过信号的空间和时间调制的组合来抑制噪声贡献而成为可能。本文解释了在布朗运动中悬浮粒子动态散射光的实验数据。
2009-08-31 physics.optics
Mapping ultrafast timing jitter in dispersion-managed 89 GHz frequency microcombs via self-heterodyne linear interferometry
本文通过自外差线性干涉仪，表征了色散管理89 GHz频率微梳在多种锁模状态下的飞秒时间抖动，单孤子态达到近散粒噪声极限，积分抖动仅1.7 fs。
2025-04-21 physics.optics
Heterodyne coherent detection of the electric field temporal trace emitted by frequency-modulated comb lasers
本研究利用低噪声飞秒脉冲梳作为本振源，结合双梳外差探测与多外差信号时域分析，揭示了调频梳激光器电场振幅和相位正交分量的时间轨迹，并证实了量子级联激光器频率梳的调频行为与高相干性。
2024-12-24 physics.ins-det physics.optics
Self-heterodyne spectroscopy via a non-uniformly spaced frequency comb
State Key Laboratory of Quantum Optics Technologies and Devices, Institute of Laser Spectroscopy（山西大学量子光学技术与器件国家重点实验室激光波谱学研究所）；Shanxi University（山西大学极端光学协同创新中心）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics；Shanxi University
本文提出了一种通过非均匀频距频率梳实现高灵敏度、高分辨率和高速度的自混频光谱系统，解决了时间分辨光谱分析中的核心权衡问题。
2026-01-08 physics.optics
On-chip, self-detected THz dual-comb spectrometer
我们提出了一种直接产生的片上双梳状太赫兹源。利用量子级联有源区的独特特性，利用其中一个梳作为探测器，对两个自由运行的太赫兹量子级联激光器的多外差拍频信号进行了电学测量。对应于630 GHz的频谱带宽，可以检测多达30种模式，这是双梳状配置的可用带宽。的多外差信号被用来调查的梳状模式的等距显示$10^{-12}$的精度在2.5太赫兹的载波频率。
2016-02-01 physics.optics
High contrast linking 6 lasers to a 1 GHz Ybfiber laser frequency comb
我们证明了0.95 GHz的重复率完全稳定的Yb：光纤频率梳没有光放大。利用高模功率和高相干性，该梳齿在至少6个连续波长激光（580 nm，679 nm，698 nm，707 nm，813 nm和922 nm）的直接外差拍频信号上获得35 dB ~ 42 dB的信噪比，同时保持大于40 dB的载波包络频率信号。它可用于直接测量可见光和近红外波段的光频，在多个光频的同时比较方面具有很大的潜力。
2018-11-25 physics.optics
Thermal-light heterodyne spectroscopy with frequency comb calibration
精密激光光谱学是原子和分子物理学的许多发展以及相关技术（如原子钟和传感器）进步的关键。然而，在重要的光谱场景中，如天文学和遥感，光是热源，干涉或衍射光谱仪通常取代激光光谱。在这项工作中，我们采用基于激光的外差辐射测量测量非相干光源在近红外和引入技术的绝对频率校准与激光频率comb. Measuring太阳的连续谱，我们得到一个信噪比，匹配的基本量子限制的预测给出的热光子分布和我们的系统的效率，带宽和平均时间。在分辨率R~ 1，000，000的情况下，我们在10分钟内确定太阳光谱中的铁谱线的中心频率到亚MHz的绝对频率不确定度，分数精度为线宽的1/4000。此外，我们提出的概念，利用折射光束整形，以减少指向不稳定性的影响，由100倍，和频率梳状复用，以增加数据采集速率和光谱带宽的可比因素。总之，我们的工作带来了电信光子学的力量和频率梳计量的精度，激光外差辐射测量，太阳和天文光谱，遥感和精确的多普勒测速的影响。
2022-02-04 astro-ph.IM physics.optics
Multi-heterodyne differential absorption lidar based on dual-comb spectroscopy for simultaneous greenhouse gas and wind speed measurements
本研究基于双梳光谱技术提出一种多外差差分吸收激光雷达，利用高功率梳齿实现多频率吸收测量，可同时测量径向风速和路径平均温室气体浓度。
2024-06-26 physics.ins-det physics.optics
Silicon Photonics-based Heterodyne Interferometric Imager for free-space imaging
University of California Davis（加州大学戴维斯分校）；Lockheed Martin Advanced Technology Center, Lockheed Martin（洛克希德·马丁先进技术中心，洛克希德·马丁公司）
本文提出了一种基于硅光子学的异步干涉成像系统，利用单基线实现一维光谱分析，并通过多基线对实现二维图像重建，展示了其在光谱和成像应用中的潜力。
2026-04-03 astro-ph.IM physics.optics
Fully Stabilized Mid-Infrared Frequency Comb for High-Precision Molecular Spectroscopy
本文介绍了一种2.9 ~ 3.4 μ m全稳中红外光学频率梳。该梳是基于飞秒光参量振荡器中的半谐波产生，它转移了一个完全稳定的近红外掺铒光纤激光器梳的高相位相干到中红外区域。该方法简单，因为不需要锁相环或参考激光器。实验证明，在低于20 mHz的水平上，中红外梳的光频与泵浦梳的光频精确锁定，对应于中红外梳中心频率处的分数统计不确定度为2 × 10 -16。完全稳定的中红外梳是高精度分子光谱学以及中红外区域光频计量的理想工具，这难以用其它稳定的频率梳技术来访问。
2016-12-27 physics.optics
Precision Doppler Shift Measurements with a Frequency Comb Calibrated Laser Heterodyne Radiometer
本文提出用光学频率梳校准激光外差辐射计，通过太阳吸收光谱精密测量大气 CO₂ 的风致多普勒频移，实现 100 kHz 频率精度并验证其测速能力。
2023-07-14 physics.ins-det physics.optics
Characterization of a symmetric-facet dual-ruled grating for spatial heterodyne spectroscopy
Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona（亚利桑那大学月球与行星实验室）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Arizona（亚利桑那大学电气与计算机工程系）
针对双波段空间外差光谱仪中双刻线光栅的间隙问题，实验验证了对称刻面双刻线光栅的性能，通过测量衍射效率并与严格耦合波分析对比，证明了其可行性。
2026-06-19 astro-ph.IM physics.optics
Route to stabilized ultrabroadband microresonator-based frequency combs
我们通过使用扩展到包括高阶色散和自陡化的Lugiato-Lefever模型，对具有倍频程跨越带宽的参量微谐振器梳产生的谱-时间动力学进行了第一次理论建模。我们表明，三个不同的阶段是必要的，以实现单脉冲锁模和超宽带，稳定的梳。我们的模拟与以前的实验演示一致，并预测了许多观察到的功能，包括多脉冲产生，色散波产生，锁模和梳稳定。
2013-05-22 physics.optics
Timing jitter characterization of free-running dual-comb laser with sub-attosecond resolution using optical heterodyne detection
从双梳系统发射的脉冲序列被设计为具有低的相对定时抖动，使得它们对于许多光学测量技术例如光学测距和光谱学是有用的。然而，低抖动双梳系统的表征是具有挑战性的，因为它需要具有高灵敏度的测量技术。出于这一挑战，我们开发了一种基于光外差检测方法的技术，用于测量两个脉冲序列的相对定时抖动。该方法适用于具有基本上任何重复率差的双梳系统。此外，所提出的方法允许采样率的连续和精确的跟踪。为了证明该技术，我们进行了详细的表征的单模二极管泵浦的$\mathrm{Yb:CaF_2}$双梳状激光器从一个自由运行的偏振复用腔。这种新型激光器在160 MHz重复频率下产生115 fs的脉冲，每个梳齿的平均功率为130 mW，两个脉冲序列之间的相对定时抖动的检测本底噪声达到$8.0 \times 10^{-7} \, \mathrm{fs}^2/\mathrm{Hz} \; ( \sim 896 \: \mathrm{zs}/\sqrt{\mathrm{Hz}} )$，在100 Hz到1 MHz范围内积分时，相对均方根（rms）定时抖动为13 fs。这一性能表明，所演示的激光器与实际的双梳光谱、测距和采样应用高度兼容。此外，我们的研究结果表明，相对定时噪声测量技术可以表征双梳系统工作在自由运行模式或有限的重复率差，同时提供亚阿秒的分辨率，这是不可行的任何其他方法之前。
2022-01-21 physics.ins-det physics.optics
A stabilized chip-scale Kerr frequency comb via a high-Q reference photonic microresonator
我们通过将泵浦激光器锁定到一个独立的稳定的高Q值参考微谐振器和将梳齿间距锁定到一个外部微波振荡器来稳定芯片级Si3N4锁相克尔频率梳。在这种梳状结构中，泵浦激光位移对梳状结构间距变化的影响可以忽略不计。该方案是走向小型化的稳定克尔梳状系统的微谐振器参考可以潜在地集成在芯片上。稳定梳的光学谐波的分数不稳定性受到用于梳间隔锁定的微波振荡器的限制，低于1s的平均时间，并且与泵浦激光器的长期漂移相一致。
2016-07-20 physics.optics
Raman-induced Kerr-effect dual-comb spectroscopy
我们报告的第一个演示非线性双频梳光谱。在多外差飞秒拉曼诱导克尔效应光谱学中，由光谱窄泵浦的分子振动的相干激发产生的拉曼增益被压印到飞秒激光频率梳探针光谱上。由这些光束和样品的非线性相互作用引起的双折射信号对频率梳状本机振荡器进行外差，该频率梳状本机振荡器具有与梳状探针的重复频率略有不同的重复频率。这种时域干涉在短的测量时间内提供对宽光谱带宽上的相位和振幅拉曼光谱的多路复用访问。实验证明，在200 GHz的光谱分辨率，293 μs的测量时间和10^-6的灵敏度，液体样品表现出C-H伸缩拉曼位移。
2012-08-06 physics.optics
Low phase noise THz generation from a fiber-referenced Kerr microresonator soliton comb
通过微波倍频产生的太赫兹振荡器在实现低相位噪声方面面临困难。基于光子学的技术，其中光学两个音通过光电转换为太赫兹波，是有前途的，如果两个音之间的相对相位噪声被很好地抑制。在此，利用频率稳定的耗散型克尔微谐振器孤子梳提供低相位噪声的THz（$\approx$ 560 GHz）波，并在双波长延迟自外差干涉仪中将梳的重复频率稳定在长光纤上，显著降低了THz波的相位噪声。还展示了一种测量技术，以表征超出倍频微波的限制的太赫兹波的相位噪声，显示出优越的相位噪声的太赫兹波的任何其他光子太赫兹振荡器（> 300 GHz）。
2022-11-02 physics.app-ph physics.optics
Time-Delay Interferometry with optical frequency comb
在天基引力波干涉仪中，外差激光相位测量由于星载时钟的相位波动而退化，导致干涉数据的灵敏度性能水平不可接受。为了校准时钟相位噪声，先前已经建议必须通过调制激光束来进行额外的航天器间相位测量。然而，这种技术大大增加了系统的复杂性和子系统故障的可能性。随着自参考光学频率梳的出现，有可能产生相干参考机载激光器的外差微波信号。在这种情况下，我们表明，微波噪声可以直接取消应用修改后的第二代时间延迟干涉组合的外差相位测量。这种方法避免了调制激光束的使用以及额外的超稳定振荡器时钟的需要。
2015-02-23 gr-qc physics.optics
High-power mid-infrared frequency comb source based on a femtosecond Er:fiber oscillator
我们报道了一种基于飞秒铒光纤振荡器的高功率中红外频率梳光源，其重复频率稳定在250 MHz。在周期极化的MgO掺杂Li_2O_3晶体中，通过差频产生中红外频率梳。输出功率约120 mW，脉宽约80 fs，光谱覆盖范围2.9 ~ 3.6 μ m。所制备的高功率宽带中红外频率梳保持了相干特性，并通过外差测量进行了验证。作为第一个应用，在环境大气压力和温度下，在短的20 cm玻璃池中测量~200 ppm甲烷-空气混合物的光谱。
2013-02-20 physics.optics
Frequency Comb Calibrated Laser Heterodyne Radiometry for Precision Radial Velocity Measurements
本研究提出结合光学频率梳校准的近红外激光外差辐射计方法，实现高分辨率、高精度的盘积分太阳光谱测量，达到亚米每秒级单日视向速度精度，量化了误差来源并指出未来改进方向。
2024-10-06 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Frequency comb based four-wave-mixing spectroscopy
我们实验证明四波混频光谱使用频率梳。该实验使用了一种几何形状，其中激发脉冲和由样品产生的四波混频信号共同传播。我们分离它们在射频域的外差检测与本地振荡器梳，具有不同的重复频率。
2017-04-11 physics.optics
Phase-stabilized 100 mW frequency comb near 10 μm
具有高功率和灵活可调谐性的长波长中红外频率梳是分子光谱学的高度期望，包括诸如C60的大分子的研究。利用同步泵浦单谐振AgGaSe 2光参量振荡器（OPO）产生了近10 μm的高功率稳相频率梳。该OPO可在8.4 ~ 9.5 μm范围内连续调谐，中心波长为8.5 μm时，最大平均闲频光功率为100 mW。闲频波的重复率（frep）和载波包络偏移频率（fceo）都被锁相到参考Cs时钟的微波信号。我们描述了频率梳的详细设计和构造，并讨论了精确和灵敏的直接频率梳光谱的潜在应用。
2018-03-01 physics.optics
A long-term frequency-stabilized erbium-fiber-laser-based optical frequency comb with an intra-cavity electro-optic modulator
利用掺铒光纤飞秒激光器的非线性偏振演化机制实现了一种光学频率梳。激光的重复频率约为209 MHz。通过控制腔内电光调制器和压电换能器，可以在3 kHz范围内的高伺服带宽下稳定重复率，从而实现长期重复率锁相。在1秒积分时间内，重复率的环路频率稳定度约为1.6E-13，受测量系统的限制，短期内与积分时间成反比。此外，使用一个共同的路径f-2f干涉仪，频率梳的载波包络偏移频率得到的信噪比为40 dB的3 MHz的分辨率带宽。稳定的载波包络偏移频率在1秒积分时间处呈现0.6 mHz的偏差。
2014-11-25 physics.optics
A stabilized 18 GHz chip-scale optical frequency comb at 2.8x10-16 relative inaccuracy
光学频率梳是将光学频率与微波振荡相连接的相干光源，在过去的几十年里，它已成为精密光谱学、光学钟表机构和阿秒物理学的有力工具。目前的基准系统是自参考飞秒锁模激光器，但高Q谐振器中的四波混频已成为替代平台。在这里，我们报告的CMOS兼容的光学频率梳的产生和完全稳定。螺旋微梳的两个自由度，梳线和本地18 GHz的梳间距之一，首先同时锁相到已知的光学和微波参考。其次，在泵浦功率控制的情况下，主动梳齿间距稳定将长期稳定性提高了六个数量级，达到仪器限制的3.6 mHz/sqrt（t）残余不稳定性。第三，参考33个氮化物频率梳线对光纤梳，我们证明了梳齿到齿的频率相对不准确度下降到53 mHz和2.8x10-16，预示着前所未有的芯片级应用在精密光谱学，相干通信和天文光谱学。
2015-08-31 physics.optics
A Versatile Ultra-Stable Platform for Optical Multidimensional Fourier-Transform Spectroscopy
JILA多维光学非线性光谱仪（JILA-MONSTR）是一个坚固耐用的超稳定平台，由嵌套和折叠的迈克耳孙干涉仪组成，可以进行主动相位稳定。该平台生成相同激光脉冲的正方形，其可以被调节为在它们之间具有任意时间延迟，同时保持相稳定性。JILA-MONSTR提供用于材料非线性激励的输出脉冲和用于感应信号外差检测的相位稳定参考脉冲。这种布置对于进行相干光学实验是理想的，例如多维傅里叶变换光谱学，其记录作为几个激发脉冲之间的时间延迟的函数的非线性信号的相位。所得的多维光谱从傅立叶变换获得。该光谱可以分辨、分离和隔离与光学频率下的电子激发相关的光-物质相互作用的相干贡献。为了展示JILA-MONSTR的多功能性，我们展示了二维傅里叶变换光谱的几个演示，包括一个减少噪声的相位循环方案的例子。
2011-12-12 physics.ins-det physics.optics
Fully stabilized Er fiber comb at 1 GHz by harmonic modelocking
本文提出一种新型光纤激光器设计，通过谐波锁模在腔内实现多脉冲循环，使Er光纤梳在1 GHz重复率下全稳定运行，突破了传统单脉冲技术的限制，为高频频率梳提供了成熟的光纤解决方案。
2025-06-30 physics.optics
Phase-coherent asynchronous optical sampling system
相位相干性是异步光学采样系统中最关键的因素，通常通过将两个飞秒激光器锁相到一个共享的窄线宽腔稳激光器上来实现相位相干性的增强。在1.55 μm附近的1Hz ~ 5 MHz傅立叶频率范围内，系统具有0.04rad的低残余光学相位抖动，对应于30 As的定时抖动。残余相位抖动在0.06 Hz和0.1 Hz之间的傅立叶频率处达到1 rad，由此推断相位相干时间至少为10 s。多外差拍频实验揭示了整个直接激射光谱带的~8.15 s的硬件限制的相位相干时间。
2020-08-07 physics.ins-det physics.optics
Multi-mode Heterodyne Laser Interferometry Realized via Software Defined Radio
针对光谱烧孔（SHB）面临的激光功率受限导致散粒噪声高的问题，开发了基于开源软件定义无线电平台的多模外差激光干涉方案，实现多光频模式的产生、检测与分离，通过多模平均降低散粒噪声，提升低光功率干涉测量的噪声性能。
2023-10-05 physics.ins-det physics.optics
Clock Noise Cancellation in Heterodyne Links between Optical Cavities for Space-Borne Gravitational-Wave Telescopes
Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency（宇宙科学研究所，日本宇宙航空研究开发机构）；Department of Physics, The University of Tokyo（东京大学物理学系）
针对空间引力波望远镜中异频干涉仪的时钟抖动问题，提出利用双异频信号消除噪声并保持引力波信息的方法，通过时域模拟验证了该方案在恢复灵敏度和提升信噪比方面的有效性。
2026-04-20 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
Background-free time-resolved coherent Raman spectroscopy (CSRS and CARS): heterodyne detection of low-energy vibrations and recognition of excited-state contributions
相干拉曼散射（CRS）光谱技术已经得到了广泛的发展和优化，在生物医学和基础科学的不同应用。最常用的CRS技术是相干反斯托克斯拉曼散射（CARS），以及最近的受激拉曼散射（SRS）。相干斯托克斯拉曼散射（CSRS）在很大程度上被忽略，主要是因为它经常受到荧光的强烈影响，特别是对于共振增强测量。然而，在共振激发的情况下，CSRS信号中包含的信息可以与CARS的信息不同并且互补。在这里，我们结合脉冲整形，干涉外差检测，8步相位循环和傅立叶变换的时域测量，在CARS和二维电子光谱社区开发的方法，测量共振CSRS和CARS光谱使用钛：蓝宝石振荡器。该信号基本上是无背景的（荧光和非共振背景信号都被抑制），具有高光谱分辨率和高灵敏度，并且可以访问低至~30 cm-1的低能模式。我们证明了CSRS和CARS方案之间容易地选择的能力，并显示一个例子，其中CSRS和CARS光谱的采集允许振动模式上的激发电子态被区分从那些在地面上的电子态。
2019-04-10 physics.atom-ph physics.optics
Multispectral Kerr frequency comb initiated by Faraday ripples
在均匀微谐振器中，宽带克尔频率梳的产生由图灵图案触发。在这里，我们研究了一个明显不同的路径启动克尔频率梳的法拉第波纹。动量守恒是由腔色散的方位角调制来保证的。与理论分析一致，我们实现了一个覆盖电信O，C，L和2 μm波段的多谱克尔频率梳。通过连续波外差拍音和振幅噪声谱测量证实了梳状相干性和子梳状偏移的存在。该器件可用于实现宽带光频率合成器和大容量相干通信。
2016-10-21 physics.optics
Coherent optical phase transfer over a 32-km fiber with 1-s instability at $10^{-17}$
在长度超过30 km的主动稳定光纤网络上完全保持超稳定光学频率基准的相位相干性。对于安装在城市环境中的7 km链路，传输不稳定性为1 s时的$6 \times 10^{-18}$。在8 mHz至25 MHz范围内积分的0.15 rad过量相位噪声产生0.085 fs的总定时抖动。一条32公里长的链路可以达到类似的性能。在相干传输光纤链路的每一端使用频率梳，两个独立的超稳定激光器之间的外差拍频，相隔3.5 km和163 THz，实现了1 Hz的线宽。
2007-07-01 physics.atom-ph physics.optics
Optical and Raman spectroscopies of 171Yb3+:Y2SiO5 hyperfine structure for application toward microwave-to-optical transducer
本研究针对171Yb3+:Y2SiO5超精细结构，搭建2.7K低温系统，用稳频泵浦-探测饱和光谱学获高分辨光谱，用拉曼外差光谱学实现宽范围顺磁共振高效检测，并提出后续优化方向以支撑微波-光学转换器研发。
2024-08-20 physics.ins-det physics.optics
Frequency modulation Fourier transform spectroscopy
本文提出了一种调频外差激光光谱与傅里叶变换光谱相结合的新方法--调频傅里叶变换光谱法。它提供同时灵敏测量吸收和色散分布与宽带光谱覆盖能力。对1.5 $μ$ m波段C_2H_2的泛频光谱进行了实验论证。
2007-04-04 physics.optics
Fully phase-stabilized quantum cascade laser frequency comb
光学频率梳合成器（FC）[1]是一种覆盖宽光谱范围的激光源，具有许多离散的、等间隔的和高度相干的频率分量，仅通过两个参数完全控制：相邻模式之间的频率间隔和载波偏移频率。FC在光学和微波/射频区域之间提供相位相干链路[2]，已成为精密测量的突破性工具[3，4]。尽管有这些固有的优点，但到目前为止，开发跨整个红外（IR）的小型化梳状源，并在一个水平上独立且同时控制两个梳状自由度是不可能的。最近，已经用紧凑的光源，即二极管激光泵浦的微谐振器[5，6]和量子级联激光器（QCL梳）[7，8]获得了有希望的结果。虽然这两种光源都依赖于四波混频（FWM）来产生梳状频率模式，但QCL梳状结构受益于mm级小型化占地面积，并通过量子工程在3-250 μm范围内对光谱发射进行特别定制[9]。在这里，我们展示了完全稳定和控制的两个关键参数的QCL梳对主频率标准。我们的技术在这里应用于远红外发射器，并对其他光谱窗口开放，可以实现单个梳状模式的Hz级窄化，以及对其单个频率的计量级调谐，同时测量精度为2x 10 ^-12，受所用频率参考的限制。由于增益介质的量子性质，这些完全受控、频率可扩展、超紧凑的梳状发射器有望渗透越来越多的中红外和远红外应用，包括量子技术[10]。
2019-02-05 physics.optics
The quantum-limited comb lineshape of a mode-locked laser: Fundamental limits on frequency uncertainty
我们计算的量子限制的形状的梳状线从锁模钛：蓝宝石激光器使用实验推导出的参数的激光器的线性响应扰动。梳状线的自由运行宽度被发现在整个激光光谱。通过模拟一个简单的反馈环的影响，我们计算的量子噪声和反馈参数的剩余相位噪声的频谱。最后，我们计算了在光外差拍频探测中，当限制因素为量子噪声时，光频测量中的频率不确定度。
2008-07-25 physics.optics
High-resolution and Fully-programmable Microwave-shaper
在这里，我们提出并演示了一个逐点可编程宽带微波频谱处理器，具有高达几十MHz的高分辨率。我们通过将一个带宽较大、频率分辨率较低的可编程光谱处理器映射到一个微波处理器上来实现这一点，并确保映射是一个相似变换。作为比较，传统的基于超外差的光-微波映射具有带宽保持性和一致性。该光谱处理器首先通过具有MHz级带宽的周期性透射峰的高品质因数光学谐振腔进行切片，然后通过光频梳辅助多外差将其映射到微波域。我们证明了高的频率分辨率和全功能的可重构性实验。数值计算表明，映射后光谱处理器的群延迟变化量大大增大。分辨率的提高和群延迟放大区分我们的建议显着从以前的光谱映射从光学到微波。
2017-08-09 physics.optics
Continuously and widely tunable frequency-stabilized laser based on an optical frequency comb
提出一种基于稳频光学频率梳的激光连续宽调谐方案，通过跨越模糊区并以同步声光调制器补偿跳频间隙，在 ECDL 上实现最高超 100 GHz/s 的稳频精密调谐。
2024-03-03 physics.atom-ph physics.optics
Heterodyne dispersive cavity ring-down spectroscopy exploiting eigenmode frequencies for high-fidelity measurements
提出利用腔模频率的外差色散CRDS方法，通过外差探测与傅里叶分析规避光强和探测器非线性误差，实现亚‰准确度及10^(-4)级长期重复性。
2024-03-04 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Optical phase-noise dynamics of Titanium:sapphire optical frequency combs
稳定的光学频率梳（OFC）可以在其宽光谱带宽上具有显着的相干性水平。我们研究了在数百纳米的光谱的光学噪声的缩放。我们测量了两个OFC（具有偏移频率$f^{(1)}_0 $和$f^{(2)}_0$）之间的残余相位噪声参考一个共同的腔稳定的窄线宽连续激光器。它们的相对偏移频率$ Δf_0 = f^{(2)}_0 - f^{(1)}_0 $（出现在它们的整个频谱上）提供了相位噪声的方便测量。通过比较$Δf_0$在不同的频谱区域，我们表明，所观察到的残余相位噪声的缩放是非常好的协议从标准频率梳状方程的噪声预测。
2014-01-07 physics.optics
Fiber-comb-stabilized light source at 556 nm for magneto-optical trapping of ytterbium
在556 nm处发射的频率稳定的光源通过将1112 nm激光器倍频来实现，该1112 nm激光器被锁相到基于光纤的光学频率梳。1112 nm激光器是掺镱（Yb）分布反馈光纤激光器或使用外腔二极管激光器作为主激光器的主从激光器系统。我们已经在五天的时间内实现了光源的连续频率稳定。在此光源下，我们利用1 S 0 - 3 P1互组合跃迁完成了Yb原子的第二阶段磁光俘获。当使用飞行时间方法测量时，MOT中的超冷原子的温度为40 uK，并且这足以将原子装载到光晶格中。基于光纤的频率梳是冷原子实验中控制激光频率的有效工具。
2010-05-18 physics.atom-ph physics.optics
300 GHz generation based on a Kerr microresonator frequency comb stabilized to a low noise microwave reference
在这封信中，我们实验证明低噪声300GHz波产生的基础上克尔微谐振器频率梳孤子制度的工作。通过光电锁相环将10GHz GPS约束的介质谐振振荡器的光谱纯度转换到孤子梳的300GHz重复频率。两个相邻的梳状线拍在一个单向行进的载波光电二极管上，将300GHz的毫米波信号发射到波导中。在10kHz、1MHz傅立叶频率下，300GHz相位噪声功率谱密度分别为-88dBc/Hz、-105dBc/Hz。在300 GHz处的自由运行分数频率不稳定性在1秒平均时间处为$1 \times 10^{-9}$。稳定到GPS信号后，我们报告了1秒时$2 \times 10^{-15}$的环内剩余不稳定性，其平均值在1000秒时下降到<$1 \times 10^{-17}$。这种系统提供了一个有前途的路径，实现紧凑，低功耗的毫米波振荡器，低噪声性能的实验室外的应用。
2020-06-16 physics.ins-det physics.optics
On-chip Dual-comb based on Quantum Cascade Laser Frequency Combs
双梳光谱学是中红外频率梳在高分辨率分子光谱学中最具吸引力的应用之一，因为它利用了频率梳的独特相干特性与中红外分子光谱学可实现的高灵敏度相结合。本文提出了一种基于中红外量子级联激光频率梳的片上双梳光源，其中两个频率梳集成在一个芯片上。通过在每个激光器旁边集成微加热器来控制梳状重复和偏移频率。我们表明，完全控制的双梳系统是可能的，通过测量对应于32厘米$^{-1}$的光学带宽在1330厘米$^{-1}$（7.52 $μ$ m）的中心频率的多外差拍频，表明该设备是理想的紧凑型双梳光谱系统。
2015-10-30 physics.optics
High-power, hybrid Er:fiber/Tm:fiber frequency comb source in the 2 μm wavelength region
我们提出了一个2- \mum频率梳的基础上，可靠的锁模铒光纤激光器的重复频率为100 MHz。在将放大的Er：光纤梳的光谱移动到更长的波长之后，使用单包层Tm/Ho：光纤作为自泵浦前置放大器，以产生以1.93 \mum为中心的相干宽带光谱。随后，包层泵浦的Tm：光纤放大器将系统在1.96 \mum处提升到4.8 W的最大输出功率。在一个紧凑的光栅压缩器压缩后，我们的放大Er：光纤/Tm：光纤混合系统提供高达2.9 W的脉冲持续时间为141 fs。系统的梳状特性通过外差测量检查。
2012-02-01 physics.optics
Analysis of the phase-locking dynamics of a III-V-on-silicon frequency comb laser
我们提出了一个电信混合III-V-硅上的被动锁模激光器与环形腔的相位动力学的详细表征。我们探讨了增益电流和饱和吸收体偏置电压的函数的操作的各种制度。我们使用步进外差测量来量化光谱啁啾和重建脉冲包络。有了这种技术，我们能够识别制度的近变换限制的操作，我们评估的梳状相位关系时，可饱和吸收体偏置电压的变化锁模的退化。最后，我们提出了一个初步的研究，在混合锁模操作的相位锁定和展示变换限制脉冲。
2020-10-20 physics.optics
Comment on "Retrieval of phase relation and emission profile of quantum cascade laser frequency combs''
最近发表在arXiv：1905.00668上的一篇文章提出，频率梳内的相位关系可以使用参考梳从外差测量中重建。原则上，按照这种方法，光学相位的这种恢复似乎是可能的，但应该产生时间恒定的信号。相反，arXiv：1905.00668提供了相位的显著相对漂移的实验证据，这表明梳的模式没有相干锁相。如果测试中的梳不是等距的，则可以解释这种时间漂移。这进一步意味着基础时间波形是不重复的，并且不能被压缩成相干短脉冲。这种伪影严重阻碍了量子级联激光器在精密计量中的应用。此外，将多模量子级联激光器指定为频率梳的概念似乎值得怀疑。
2019-05-13 physics.optics
Broadband microwave time-frequency analysis via stabilized period-one oscillation and recirculating frequency shifting with shared fiber loop
East China Normal University（华东师范大学）
针对宽带微波信号时频分析需求，提出基于稳定一阶振荡和循环频移的方法，利用共享光纤环实现多倍带宽扩展，可进行时频分析和频率测量，实验得到了较高的带宽、分辨率及较低的测量误差。
2026-07-08 physics.optics
Ultra-low phase-noise microwave generation using a diode-pumped solid-state laser based frequency comb and a polarization-maintaining pulse interleaver
我们报道了一种基于半导体泵浦固体激光器的光学频率梳在9.6 GHz载波频率下产生超低相位噪声微波的方法。采用一种新型光纤保偏脉冲交错器，用商用PIN InGaAs光电二极管测得单振荡器相位噪声本底为-171dBc/Hz，创下了这类探测器的记录。此外，使用平衡的光学互相关器进行稳定的频率梳定时抖动的直接光学测量，允许识别系统中的当前相位噪声限制的起源。
2015-10-06 physics.optics
Fully phase-stabilized 1 GHz turnkey frequency comb at 1.56 $μ$m
低噪声和高重复频率的光学频率梳对于从计时到精密光谱学的许多应用是期望的。例如，与较低重复率源相比，千兆赫重复率源大大提高了双梳模态中光谱的采集速度，同时仍然保持足够的瞬时分辨率以在各种条件下解析来自分子的振转特征。本文介绍了一种实用的1~GHz的商业锁模激光器的稳定性和特性，该锁模激光器工作在电信波长（1.56 $μ$ m）。光纤放大和光谱增宽导致具有438 mrad残余相位噪声（从10 $^2$到10 $^7$ Hz积分）的$\textit{f}_{\textit{ceo}}$的高信噪比检测和稳定。同时，我们稳定了最近的梳状模式和腔稳定的连续波激光器之间的拍音在1.55 $μ$ m与41毫拉德的残余相位噪声（从10 $^2$到10 $^7$ Hz集成）。这种坚固耐用的自参考梳状系统采用现成的保偏光纤组件构建，可用于各种受益于增加的重复率的低噪声频率梳状应用。
2020-05-28 physics.ins-det physics.optics
Visible astro-comb filtered by a passively-stabilized Fabry-Perot cavity
我们展示了一个紧凑的29.3 GHz可见天文梳，覆盖560 nm到700 nm的光谱。一个837 MHz的Yb：光纤激光器频率梳相位锁定到Rb时钟作为种子梳，以确保频率稳定性和高的边模抑制比。在产生可见光超连续谱后，利用超低膨胀玻璃制作的腔长固定的法布里-珀罗腔对梳齿进行滤波，以消除快速的主动抖动。反射镜采用自制的零色散、高反射率的互补啁啾镜对，保证了无跳模现象。这些滤波梳齿在49，000分辨率的天文摄谱仪中清晰地分辨出来，表现出清晰的线型，零噪声基底和均匀的曝光幅度。
2018-08-18 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Polarization-diverse soliton transitions and deterministic switching dynamics in strongly-coupled and self-stabilized microresonator frequency combs
微谐振器中的耗散克尔孤子微梳使芯片级精密计量、通信、光谱学和并行信号处理的根本进步成为可能。在这里，我们展示了偏振多样的孤子转换和确定性的开关动力学的自稳定的微梳在强耦合色散管理的微谐振器驱动的单泵浦激光器。开关动力学是由耦合的横磁和横电超模之间的差分热膨胀活动在前-后泵浦失谐引起的。实现大的孤子存在范围和确定性的转变受益于开关动力学，导致交叉极化孤子微梳形成时，驱动的横向磁超模的单个谐振器。结果泵浦激光总是存在于横向磁共振的有效蓝失谐处，从根本上减轻了热不稳定势垒，提高了孤子形成机制的可及性。随后，我们展示了两种不同的偏振不同的孤子形成路线所产生的混沌或周期性调制的波形，通过泵浦功率的选择。所产生的自稳超模微梳具有极大的孤子存在范围、多种孤子态跃迁和良好的泵浦光调谐、高的泵浦微梳转换效率和低的重复频率相位噪声。
2023-03-07 physics.app-ph physics.optics
Fully stabilized 25 GHz frequency comb for frequency calibration of optical spectrum analyzer
Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS)（韩国计量科学研究院）；University of Science and Technology (UST)（韩国科学技术院）；Chungnam National University（忠南国立大学）；Chung-Ang University（中央大学）
本文提出一种完全稳定25 GHz频率梳，用于高精度光学光谱分析仪的频率校准，提供多个校准点，提升校准精度和性能评估。
2025-12-19 physics.ins-det physics.optics
Dual-comb interferometry via repetition-rate switching of a single frequency comb
我们实验证明了一种通用的技术，用于执行双梳干涉使用一个单一的频率梳。通过快速切换的重复率，输出脉冲训练可以延迟和外差与自身产生干涉图。保留了标准双梳干涉测量的全速和分辨率，同时提供了显着的实验简化和成本节约。我们表明，这种方法是特别适合于绝对距离计量由于连续的重复率切换的结果的非模糊范围的扩展。
2018-06-14 physics.ins-det physics.optics
Optical frequency metrology with a Rb-stabilized ring-cavity resonator -- Study of cavity-dispersion errors
我们发展了一种利用抽真空的Rb稳定环形腔作为传输腔来测量光跃迁绝对频率的技术。我们研究了可能的波长依赖性的错误，由于色散在腔镜通过测量的频率相同的过渡在$D_2$线的Cs在三个腔长。我们发现在30 kHz的误差范围内，数值没有明显变化。我们的值是一致的测量使用频率梳技术，并具有类似的精度。
2011-03-05 physics.atom-ph physics.optics
