Offset frequency dynamics and phase noise properties of a self-referenced 10 GHz Ti:sapphire frequency comb
本文展示了实验的细节的稳定计划，允许完全控制的重复率和载波包络偏移频率的10 GHz的频率梳的基础上的飞秒钛：蓝宝石激光器。在非线性微结构光纤中产生倍频程跨越谱，尽管与10 GHz重复率相关的峰值功率降低。通过非线性光纤的温度稳定，获得了展宽光谱的改善的稳定性。载波包络偏移频率和重复率同时被频率稳定，并且它们的短期和长期稳定性被表征。我们还测量了在偏移频率上的泵浦源的幅度噪声到相位噪声的转移，并验证了与具有较低重复率的系统相比，偏移频率对泵浦功率调制的灵敏度增加。最后，我们讨论的优点，这10 GHz系统的低相位噪声微波的产生。
2011-07-22 physics.optics
Self-referenced frequency combs using high-efficiency silicon-nitride waveguides
我们利用氮化硅波导自参考的电信波长的光纤频率梳通过超连续产生，使用11.3 mW的光功率入射在芯片上。这比使用非线性光纤的传统方法低大约十倍，并且通过低损耗（<2 dB）输入耦合和氮化硅的高非线性实现，其可以在入射能量仅为110 pJ的情况下提供两个倍频程的光谱展宽。超连续谱产生后，通过将780 nm色散波光与光纤激光器的倍频输出混合来实现自参考。此外，在更高的光功率，我们证明了f到3f的自参考直接从波导输出的同时超连续谱和三次谐波产生的干扰，而不使用外部倍频晶体或干涉仪。这些混合梳系统结合了光纤激光器频率梳的性能与光子波导的高非线性和紧凑性，并应导致低成本，完全稳定的频率梳的便携式和星载应用。
2017-04-12 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
Multicascade-linked synthetic wavelength digital holography using an optical-comb-referenced frequency synthesizer
数字全息术（DH）是一种很有前途的非接触表面形貌测量方法，因为它可以再现样品中的纳米级不均匀性。然而，由于相位包络模糊，该方法的轴向范围限于光波长的范围。尽管使用两种不同波长的光和所得到的合成波长，即，合成波长DH，可以将轴向范围扩展到几十微米，这种方法仍然不足以用于实际应用。本文利用锁相于光学频率梳的可调谐外腔激光二极管，即光梳参考频率合成器，有效地实现了32 μ m ~ 1.20 μ m范围内的多波长合成。在一个光波长（= 1.520 μ m）和5个不同合成波长（= 32.39 μ m、99.98 μ m、400.0 μ m、1003 μ m和4021 μ m）之间的相位图像的多重级联链路使得能够以34 nm的轴向分辨率测量反射毫米级台阶表面的形状。轴向动态范围（定义为最大轴向范围（= 0.60 m）与轴向分辨率（= 34 nm）的比率）达到1.7*10^8，这比先前的合成波长DH大得多。如此宽的轴向动态范围能力将进一步扩展DH的应用领域，用于具有米尺寸的大型物体。
2018-07-27 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Self-referenced subcycle metrology of quantum fields
提出并分析了一种新的时域量子电场子周期计量方法，该方法结合了三阶非线性光学过程和本振场的零差检测。新方法能够通过逐脉冲地减去LO的散粒噪声来隔离固有的弱量子噪声贡献。结合中心对称的非线性特征，我们的方法为太赫兹和中红外量子场度量提供了新的机会。
2023-03-03 physics.optics quant-ph
Tunable low-phase-noise terahertz synthesis using a fiber-interferometer-referenced optical frequency comb and an EDFA-integrated Vernier cavity
Graduate School of Sciences and Technology for Innovation, Tokushima University（德岛大学科学技术创新研究生院）；Department of Physics, Toho University（东海大学物理系）；Institute of Post-LED Photonics (pLED), Tokushima University（德岛大学后LED光子学研究所）；Institute of Photonics and Human Health Frontier (IPHF), Tokushima University（德岛大学光子学与人类健康前沿研究所）；Sevensix Inc.（Sevensix公司）
该研究提出一种基于光纤干涉仪参考光频梳与集成EDFA的Vernier腔的双光注入锁定太赫兹合成器，实现230-320 GHz可调谐输出，在267 GHz处信噪比超70 dB，相位噪声达-95.7 dBc/Hz。
2026-10-06 physics.optics
An Ultra-Stable Referenced Interrogation System in the Deep Ultraviolet for a Mercury Optical Lattice Clock
我们已经开发出一种超稳定的深紫外源，适合满足未来基于中性汞的全功能晶格钟的询问要求。该系统的核心是一个法布里-珀罗腔，它对温度和振动扰动高度不敏感。反射镜基板由熔融石英制成，以利用与这种材料相关的相对较低的热噪声限制。通过稳定1062.6 nm掺Yb光纤激光器的频率到腔体，并包括通过光学频率梳到LNE-SYRTE的喷泉主频率标准的附加链路，我们产生了一个信号，该信号在分数项中稳定在1 E-15水平并参考主频率标准。信号随后被放大并倍频两次，以在深紫外265.6 nm处产生几毫瓦的询问信号。
2010-03-22 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Self-Referenced Terahertz Semiconductor Dual-Comb Sources
本文提出一种无需外部锁定组件的自参考方法，通过滤出一条双梳谱线与整体信号拍频以消除噪声，在纯THz QCL平台上实现了双梳信号的完全稳定，显著提升了长期稳定性，为高精度测量提供最简方案。
2022-06-21 physics.optics
Spiral resonator referenced on-chip low noise microwave generation
提出基于氮化硅螺旋谐振器锁定双激光器并利用宽带集成电光梳分频的片上光子微波产生方案，在10 Hz–10 kHz偏移下实现平面芯片振荡器创纪录的低相位噪声。
2025-02-19 physics.app-ph physics.optics
Microresonator-referenced soliton microcombs with zeptosecond-level timing noise
本文提出基于微谐振器频率参考与Si₃N₄孤子微梳的紧凑型光学分频系统，生成25 GHz低噪声微波并验证其在受扰通信中的优势。
2024-01-23 physics.app-ph physics.optics
Rubidium referenced Kerr comb with cavity phase matching
National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Electronic Science and Engineering, College of Engineering and Applied Sciences, School of Physics, Research Institute of Superconductor Electronics (RISE) & Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems with Extreme Performances of MOE, Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation, Ministry of Education, and Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学固体微结构物理国家重点实验室、电子科学与工程学院、工程与应用科学学院、物理学院、超导电子研究所（RISE）、教育部极端性能光电器件与系统重点实验室、智能光探测与操纵教育部重点实验室、先进微结构协同创新中心）；Suzhou Institute of Nano-tech and Nano-bionics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所）；Nanzhi Institute of Advanced Optoelectronic Integration（南智先进光电集成研究院）；Purple Mountain Laboratories（紫金山实验室）
本研究通过腔相位匹配在约800 nm波段实现低噪声克尔梳，并直接参考铷原子跃迁，为任意波长梳产生和非线性频率转换开辟新途径。
2026-09-22 physics.atom-ph physics.optics
Towards a compact soliton microcomb fully referenced on atomic reference
本研究提出一种直接以铷原子光学频率参考为泵浦源、通过机械调谐锁定重复频率的紧凑型全稳定孤子微梳，实现了与原子参考一致的梳线稳定性（约4 Hz @100 s）及六天内10 kHz的频率可重复性，为低功耗紧凑型全稳定微梳提供了新方案。
2023-10-13 physics.atom-ph physics.optics
Wavefront restoration from lateral shearing data using spectral interpolation
针对横向剪切干涉图缺失特定频率分量的问题，提出结合原点平移、自然延拓和最小二乘模糊确定的频谱插值法，仅用两幅干涉图即可精确恢复二维波前。
2023-09-28 physics.optics
Microcomb-referenced photonic stabilization of resonant tunneling diode terahertz oscillators
Tokushima University（德岛大学）；National Institute of Information and Communications Technology（信息通信研究机构）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
利用微梳驱动光混合信号实现共振隧道二极管太赫兹振荡器的稳定化，显著缩小线宽并提升相噪性能，为芯片级太赫兹源提供新方案。
2025-12-28 physics.optics
Self-referenced nonlinear interferometry for chromatic dispersion sensing across multiple length scales
Université Côte d’Azur, CNRS, Institut de physique de Nice（蔚蓝海岸大学、法国国家科学研究中心、尼斯物理研究所）
本文提出了一种自参考非线性干涉仪，用于多长度尺度的色散传感，通过级联二次过程实现高精度测量，无需外部参考或校准。
2025-12-16 physics.optics quant-ph
Atomic-referenced Hz-linewidth lasers via fiber interferometric stabilization
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；Pusan National University（釜山国立大学）
提出一种混合架构，通过将外腔二极管激光器稳定到光纤干涉仪实现赫兹级线宽，并利用调制转移光谱锁定到87Rb D2跃迁作为绝对频率参考，实现了3.4 Hz线宽和3.4×10^-14@0.56 s的频率稳定度。
2026-05-26 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Super-efficient optical frequency division referenced to μHz Schawlow-Townes-linewidth quantum-noise-limited lasers
针对传统光分频系统分频复杂度与噪声抑制难以兼顾的问题，本研究采用10 μHz级量子噪声极限共腔双色布里渊激光器作参考，以极简分频结构实现高性能微波信号生成与宽带频率合成。
2025-11-19 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
An alkali-referenced vector spectrum analyzer for visible-light integrated photonics
针对可见光集成光子学缺乏高分辨宽覆盖表征技术的问题，研发了以铷钾原子超精细结构为基准、覆盖766-795nm的矢量频谱分析仪，可实现多类光子器件与光谱的高精度表征，带宽超一个倍频程。
2024-06-19 physics.optics
Development and Evaluation of a Narrow Linewidth Laser System for 171Yb+ E2 Transition
我们报告的建设和表征的窄线宽激光系统询问的E2时钟跃迁在436 nm的镱离子被困在端盖陷阱。基频下的871 nm种子激光器参考10 cm长的带切口ULE腔。激光系统的输出被传送到一个窄线宽飞秒光纤梳，这是一个超稳定的698 nm激光器，相位噪声消除光纤链路。在1 ~100 s内，激光器与梳齿之间的拍频为亚Hz线宽，稳定性优于2 E-15。同时验证了自行研制的窄线宽单点倍频掺铒光纤梳状光栅871 nm波长扩展端口的性能。
2023-03-01 physics.atom-ph physics.optics
Mach-Zehnder based Rotational Shearing Interferometer for Non-destructive Testing using Spatial Phase-Shifting Shearography
RPTU University（莱布尼茨技术大学）；Department of Physics and Research Center OPTIMAS, RPTU University（莱布尼茨大学物理系与OPTIMAS研究中心）；Trier University of Applied Sciences（特里尔应用科技大学）；Fraunhofer Institute for Industrial Mathematics ITWM（弗劳恩霍夫工业数学研究所）；Institute of Photonic Systems and Technologies, Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学光子系统与科技学院）
提出一种基于马赫-曾德干涉仪的新型光学装置，通过空间相移剪切散斑干涉术结合旋转剪切，实现快速非破坏性检测，对切向位移梯度敏感，适用于工业环境。
2026-05-29 physics.optics
Optical frequency comb integration in radio telescopes: advancing signal generation and phase calibration
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI)（韩国天文学与空间科学研究所）；University of Science and Technology (UST)（科学技术联合大学院大学）；Max-Planck Institute for Radio Astronomy（马克斯·普朗克射电天文研究所）；Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS)（韩国标准与科学研究院）
本文提出利用光学频率梳（OFC）生成和分配低噪声、原子参考的射频梳和射频本振信号，解决甚长基线干涉测量（VLBI）中高频宽带观测的信号质量挑战，并通过实验验证了其在VLBI条纹检测和相位校准中的有效性。
2025-01-10 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Self-referencing of an on-chip soliton Kerr frequency comb without external broadening
自参考将脉冲激光系统变成自参考频率梳。这样的频率梳允许对光学频率进行计数并且具有广泛的应用。实现自参考所需的光学带宽通常经由光纤中的非线性加宽来获得。克尔频率梳领域的最新进展已经提供了一条通向开发紧凑型频率梳源的道路，该紧凑型频率梳源提供宽带频率梳，表现出微波重复率并且与片上光子集成兼容。这些设备有可能大大扩展频率梳的使用。然而，迄今为止，这种克尔频率梳的自参考仅通过应用常规的基于光纤的加宽技术来实现。在这里，我们展示了外部加宽自由自参考的克尔频率梳。一个光谱，跨越三分之二的倍频程的直接合成从连续波激光驱动的氮化硅微谐振器使用时间耗散克尔孤子的形成和孤子切伦科夫辐射。利用这一相干带宽和两个连续波传输激光器的2f-3f自参考方案，我们能够检测孤子克尔频率梳的偏移频率。通过将重复频率稳定到射频参考，自参考频率梳用于计数和跟踪连续波泵浦激光器的频率。这项工作证明了孤子克尔频率梳的主要能力，提供微波光时钟的芯片上。
2016-05-09 physics.optics
Efficient Third Harmonic Generation in Composite Aluminum Nitride / Silicon Nitride Microrings
氮化铝和氮化硅分别因其二次和三次非线性光学特性而成为集成光子学中重要的非线性光学材料。如果实现复合氮化铝和氮化硅波导结构，将在同一芯片平台上同时实现高效的二次和三次谐波产生，因此有助于2f-3f自参考频率梳。片上三次谐波产生是一种高阶非线性光学效应，由于基波和三次谐波之间存在较大的频率差，导致折射率变化较大，对相位匹配的要求更高，因此对三次谐波产生的要求也更高。在这项工作中，我们演示了高Q复合氮化铝/氮化硅环形腔中的高效率三次谐波产生。通过仔细设计双层结构的微腔谐振器几何形状以优化光场的品质因数、模式体积和模式重叠，我们报告了$180\%\,\mathrm{W^{-2}}$的最大转换效率。这种复合光子芯片设计提供了一种解决方案，用于在大波长跨度上进行有效的频率转换、宽带梳状波生成和自参考频率梳。
2017-11-30 physics.optics
The Time Programmable Frequency Comb: Generation and Application to Quantum-Limited Dual-Comb Ranging
经典的自参考频率梳在时间和频率方面都是精密光学计量的无与伦比的标尺。发明二十年后，频率梳现在被用于许多主动传感应用。然而，这些应用中的许多应用受到梳状输出的刚性中固有的折衷的限制，并且远离量子限制的灵敏度操作。在这里，我们展示了一个灵活的可编程频率梳，其中脉冲时间和相位是数字控制的+/- 2阿秒精度。由于可编程梳可以配置为在散粒噪声限制下相干跟踪弱返回脉冲串，因此这种灵活性使传感应用具有量子限制灵敏度。为了突出其功能，我们在测距系统中使用了这种可编程频率梳，将检测阈值降低了约5，000倍，以在平均脉冲光子数为1/77时实现接近量子限制的测距，同时保持刚性频率梳的全部准确性和精度。除了测距和成像，时间/频率计量学，基于梳的光谱学，泵浦探测实验，并且压缩感测应当受益于梳状脉冲时间和相位的相干控制。
2022-05-02 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
Operation of an optically coherent frequency comb outside the metrology lab
我们展示了一个自参考光纤频率梳，可以在控制良好的光学实验室之外运行。频率梳具有< 1 Hz的残留光学线宽、亚弧度残留光学相位噪声和2.4 - 5 fs的残留脉冲到脉冲定时抖动。这种完全锁相的频率梳已成功地运行在一个移动的车辆与0.5 g的峰值加速度和振动台上的持续0.5 g均方根综合加速度，同时保持其光学相干性和5-fs级的定时抖动。这种频率梳应该能够在实验室外进行高精度测量，其精度和准确度是基于梳的系统的标志。美国政府的作品，不受版权保护
2013-12-20 physics.optics
Full phase stabilization of a Yb:fiber femtosecond frequency comb via high-bandwidth transducers
提出了一种利用腔内电光调制器和声光调制器实现放大Yb光纤飞秒频率梳全稳相的方法。这些传感器为frep和fceo提供了580 kHz和250 kHz的高伺服带宽，从而产生了鲁棒且低相位噪声的光纤频率梳。该频率梳使用f - 2f干涉仪进行自参考，并锁相至用于698 nm JILA Sr光学时钟的超稳定光学参考，分别表现出0.21rad和0.47rad的积分相位误差（超过1 mHz - 1 MHz）。或者，将该梳锁定到698 nm和1064 nm处的两个光学参考，分别获得0.43 rad和0.14 rad的积分相位误差。
2012-02-23 physics.optics
Generation of high-frequency combs locked to atomic resonances by quantum phase modulation
提出了一种原子共振频率梳产生的一般机制。该机制基于量子系统偶极响应的周期性相位控制。我们开发的梳状光谱结构的分析描述，取决于原子和相位控制属性。我们进一步提出了我们的方案的实验实施：在软X射线光谱区域产生频率梳，这可以用目前可用的技术和辐射源来实现。这种机制的普遍性允许频率梳技术推广到任意频率，包括硬X射线制度，通过使用高电荷离子中的参考跃迁。
2013-09-24 physics.atom-ph physics.optics
All Optical Stabilization of a Soliton Frequency Comb in a Crystalline Microresonator
基于微谐振器的光学频率梳（MFC）在扩展光学频率梳的能力方面已展示出前景。在这里，我们证明了所有的光学稳定的低噪声时间孤子基于MFC在晶体谐振器通过一种新的技术来控制重复率。这是通过用耦合到辅助光学谐振器模式的附加探测激光器热加热微谐振器来实现的。通过将泵浦激光频率稳定到参考光学频率梳来控制偏移频率。我们通过执行环路外比较来分析稳定性，并测量重叠的Allan偏差。这种全光学稳定技术可以证明是有用的，作为一个低附加噪声驱动器的自参考微谐振器频率梳。
2015-08-06 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
Photonic-chip supercontinuum with tailored spectra for precision frequency metrology
利用芯片集成光子波导产生超连续谱是实现脉冲激光光源光谱展宽的一种有效方法，它具有脉冲能量低、形状因子小等优点。当用锁模激光频率梳泵浦时，这些波导可以相干地将梳谱扩展到带宽的一个倍频程以上，以实现自参考稳定。然而，对于频率计量和精密光谱学中的应用，期望不仅支持自参考，而且生成具有可定制宽带光谱的低噪声梳。在这项工作中，我们展示了基于氮化硅的色散工程波导，旨在满足这些目标，并实现大波长跨度的精密光学计量实验。我们进行时钟比较测量和报告的时钟限制的相对频率不稳定性的$3.8\times10^{-15}$在$τ= 2$秒之间的1550 nm腔稳定的参考激光器和NIST的钙原子钟激光器在657 nm使用两个倍频程波导超连续谱梳。
2017-02-13 physics.ins-det 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
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
Advanced noise reduction techniques for ultra-low phase noise optical-to-microwave division with femtosecond fiber combs
我们的报告，我们认为是最低的相位噪声的光到微波频率划分使用基于光纤的飞秒光学频率梳：剩余相位噪声为-120 dBc/Hz，从11.55 GHz的载波频率的1 Hz偏移。我们还报告了一个详细的调查的基本噪声源，困扰分裂过程本身。以一个普通超稳腔激光源为参考，研究了两个具有准相同结构的频率梳。为了识别每个限制效应，我们实现了一个超低噪声载波抑制测量系统，它规避了更传统的技术的检测和放大噪声。这种技术现在可以将这些不需要的噪声源抑制到非常低的水平。在~200 Hz至100 kHz的傅立叶频率范围内，基于压控移相器的前馈技术可进一步降低10 dB的噪声。对于较低的傅立叶频率，实现光功率稳定，以便减少相对强度噪声，该相对强度噪声通过检测器中的功率到相位转换而引起不想要的相位噪声。我们实现和比较两种可能的控制方案的基础上的声光调制器和梳状泵浦电流。我们还提出了宽带测量的光纤梳的相对强度噪声。
2011-03-09 physics.ins-det physics.optics
Mode locking by phase-sensitive amplification
Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；University of Lille, CNRS, UMR 8523 PhLAM（里尔大学，法国国家科学研究中心，UMR 8523 光子与激光联合实验室）；California Institute of Technology（加州理工学院）
该研究在连续泵浦振荡器中实现相位敏感锁模，利用克尔效应与腔失谐将泵浦参考参量增益转化为功率鉴别器，使脉冲振幅选择与光相位参考由同一相干非线性反馈实现，为锁模技术提供新机制。
2026-10-14 physics.optics
Generating octave-bandwidth soliton frequency combs with compact, low-power semiconductor lasers
我们报告了一个全面的研究低功耗，倍频程带宽，单孤子微谐振器频率梳在1550 nm和1064 nm波段。我们的实验利用完全集成的氮化硅克尔微谐振器，我们证明了直接孤子产生与广泛使用的分布式布拉格反射器激光器，提供小于40 mW的芯片耦合激光功率。我们报告测量孤子的热动力学和演示如何快速的激光频率控制，与微谐振器的热时标一致，有利于稳定倍频程带宽孤子梳。此外，由于孤子梳是完全由基本的线性和非线性动力学的intrasonator字段，我们证明了建模和倍频程带宽梳的产生之间的密切联系。我们的实验推进了集成光子技术的自参考频率梳的发展，以及在近红外范围内具有数十太赫兹脉冲带宽的梳状激光源。
2020-01-21 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
Demonstration of On-Sky Calibration of Astronomical Spectra using a 25 GHz near-IR Laser Frequency Comb
我们描述和表征的25 GHz的激光频率梳的基础上腔过滤铒光纤锁模激光器。该梳提供跨越1450 nm至1700 nm的光学频率的均匀阵列，并且通过使用全球定位系统参考原子钟来稳定。这梳被部署在9.2米的Hobby-Eberly望远镜在麦当劳天文台，它被用作径向速度校准源的光纤馈路近红外光谱仪。在四个晚上，在三个阶梯光栅的顺序观察恒星目标，径向速度精度为\sim 10米/秒（\sim 6兆赫），实现了从梳状校准光谱。
2012-04-04 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.atom-ph
Adaptive sampling dual terahertz comb spectroscopy using free-running dual femtosecond lasers
由于模式分辨太赫兹梳状谱同时具有宽带太赫兹辐射和窄线宽连续太赫兹辐射的特性，并且可以将太赫兹梳状谱的所有频率模式锁相到微波频率标准上，因此双太赫兹梳状谱是一种很有前途的高精度、高分辨率、宽带太赫兹光谱技术。然而，稳定的双飞秒激光器的要求往往阻碍了这种方法的广泛使用。在这篇文章中，我们展示了自适应采样，双太赫兹梳状光谱，使自由运行的双飞秒激光器的使用。为了校正激光定时抖动引起的时间和频率尺度的非线性，采用双太赫兹梳状参考频谱分析仪产生自适应采样时钟，并将其用于数据采集板的定时信号。所展示的结果不仅表明了自由运行双激光器的双太赫兹梳状光谱的实现，而且还暗示了其光谱性能优于稳定双激光器的双太赫兹梳状光谱。
2014-12-11 physics.optics
Self-referencing a continuous-wave laser with electro-optic modulation
利用光学相位调制和f-2f非线性干涉技术，实现了连续波激光频率的相位相干测量。周期性电光调制（EOM）将连续激光转换成连续的皮秒光脉冲训练。随后的非线性光纤加宽该EOM频率梳产生了具有160 THz带宽的超连续谱。一个关键的中间步骤是光学滤波的EOM梳，以减少电子噪声引起的退相干的超连续谱。将f-2f自参考与超连续谱一起应用产生EOM梳的载波包络偏移频率，其精确地是CW激光频率与EOM脉冲重复率的精确整数倍的差。在这里，我们展示了具有<5E-14分数精度和稳定性的自参考CW激光器的绝对光学频率计量和合成应用。
2015-07-22 physics.optics
Video-rate broadband longwave IR dual-comb spectroscopy with 240,000 comb-mode resolved data points
我们报告使用双频梳光谱与高相干宽带（6.6-11.4 { \m }m）长波长红外（LWIR）梳的分子检测。利用中心波长为2.4 { \m }m的锁模Cr：ZnS激光器的亚三周期（20 fs）驱动脉冲，通过ZGP晶体中的脉冲内差频产生（IDFG）产生梳状结构。实时和高达视频速率（0.1-12秒每谱）的分子光谱与约240,000梳状模式分辨的数据点，间隔为80 MHz，并参考Rb时钟与信噪比（SNR）>300的采集已被证明。实现如此高速率的大量光谱数据采集的关键是长波红外梳的低相位和强度噪声以及出色的互相关。高SNR也由高（7.5%）IDFG转换效率促进，导致每通道300 mW的平均LWIR梳状功率。
2022-10-13 physics.app-ph physics.optics
Cavity ringdown spectroscopy at 2 $μ$m wavelength assisted by a comb-locked optical parametric oscillator
本文开发了一台用于2 μm高精度分子光谱学的频率梳锁定腔衰荡光谱仪，通过外腔二极管激光器锁定单谐振光学参量振荡器信号输出实现，探测N2O热振动带跃迁并实现108 kHz的1-σ全局不确定度。
2025-05-29 physics.atom-ph physics.optics
Real-time absolute frequency measurement of continuous-wave terahertz wave based on dual terahertz combs of photocarriers with different frequency spacings
实时测量连续太赫兹波的绝对频率是表征和校准实际连续太赫兹源的必要条件。提出了一种实时监测连续太赫兹波绝对频率的方法，同时，测量两对拍频和激光重复频率的基础上的双太赫兹光载流子梳（PC-THz梳）具有不同的频率间隔。为了证明该方法，太赫兹梳参考光谱分析仪构造与双配置的基础上双飞秒激光器。无论PC-THz梳中是否存在频率控制，在100 Hz的测量速率下都可以实现10-11的频率精度。此外，CW-THz频率的大波动，跨越PC-THz梳的几个模式，被正确地实时监测。该方法将为研究和开发实用的连续波太赫兹源以及其他应用提供有力的工具。
2015-01-26 physics.optics
Frequency Stability Transfer in Passive Mode-Locked Quantum-dash Laser Diode using Optical Injection Locking
在本文中，我们提出了一个实验研究的嵌入式计量应用的固态频率梳的稳定性。该梳是一种基于InGaAs/InP量子点结构的被动锁模激光二极管，其发射的光线路进入以1.55 $μ$ m为中心的9 nm带宽，重复率为10.09 GHz。频率稳定是通过外腔激光二极管与参考频率标准的梳的光注入锁定来实现的。人们观察到光谱纯度从注入激光器转移到注入激光器的相邻模式以及稳定性转移到相邻模式。长期稳定性的测量突出了具有被动锁模过程特有的随机游走行为的频率噪声。在梳的重复频率处的注入激光器的边带的证明还使得可以提出转移机制并且考虑在频率稳定性水平处的频率梳的完全稳定。
2022-01-19 physics.optics
A low-phase-noise 18 GHz Kerr frequency microcomb phase-locked over 65 THz
激光频率梳是一种相干光源，可同时为精密计量提供原始频率间隔，并为超快和阿秒科学提供基础。最近，高Q值微谐振器中的非线性参数转换已被建议作为光学频率梳的替代平台，尽管几乎所有的频率都在100 GHz或更高。在这里，我们报告了一个低相位噪声的片上克尔频率梳与模式间距兼容的高速硅光电子学。氮化硅螺旋谐振器的波导横截面被设计成具有小的且平坦的群速度色散，使得克尔频率梳包含创纪录的3，600个锁相梳线。我们研究了单边带相位噪声以及长期频率稳定性，并报告了迄今为止18 GHz克尔梳状振荡器在1 MHz偏移下实现的最低相位噪声基底为-130 dBc/Hz，以及反馈稳定，以在1 s内实现7 x10 -11的频率Allan偏差。报告的系统是一个有前途的紧凑的平台，实现自参考克尔频率梳，也为高容量的相干通信架构。
2015-02-18 physics.optics
Direct observation of terahertz frequency comb generationin difference-frequency quantum cascade lasers
太赫兹量子级联激光源是基于中红外器件腔内差频产生的，是目前唯一一种不需要庞大而昂贵的液氦冷却而能在0.6-6 THz范围内工作的电泵浦器件，是旋转分子光谱学和传感应用的重要资产。本文介绍了用波长为6.5 μm的分布反馈激光器和波长为6.9 μm左右的法布里-珀罗器件进行腔内混频实现的梳状运转。在78 K下，获得了1.8 ~ 3.3THz的超宽带THz辐射，总输出功率为8 μW.利用近红外脉冲光整流技术，采用基频参考THz梳状结构对THz辐射进行了多外差探测.下转换的节拍，同时获得，确认一个相等的间隔太赫兹发射低至1 MHz的精度。在未来，这种设置可以用于基于傅立叶变换的相位关系之间的发射太赫兹模式的评估，铺平了道路，室温，紧凑和现场部署的高等级太赫兹频率梳。
2021-03-17 physics.optics
Hybrid InP and SiN integration of an octave-spanning frequency comb
实现集成光子学的光学频率梳将使更广泛地使用精确的定时信号。在这里，我们探讨的倍频程，克尔微谐振器频率梳的产生，使用混合集成的InP分布反馈激光器和SiN光子集成电路。我们展示了电泵浦和光纤封装的原型系统，使自注入锁定。这种激光器和微谐振器电路的直接集成，而不需要以前使用的介入元件，如光调制器和隔离器，需要理解倍频程克尔孤子的自注入锁定动力学。特别是，系统架构必须调整到强耦合的微谐振器后向散射和激光微谐振器的频率失谐，我们发现这里。我们的工作说明了实现集成光子学的自参考频率梳的关键考虑因素。
2021-04-05 physics.app-ph physics.optics
Practical Mid-infrared Dual-comb Spectroscopy with Absolute Frequency Referencing Based on a Single-cavity Dual-comb Fiber Laser
Department of Engineering Science, Graduate School of Informatics and Engineering, The University of Electro-Communications (UEC)（电气通信大学信息工学研究科工程科学系）
该研究提出一种基于单腔双梳光纤激光器的实用中红外双梳光谱技术，无需外部参考或严格相位锁定，通过相干平均实现高信噪比，可用于N₂O的中红外光谱分析。
2026-10-14 physics.optics
From the Lugiato-Lefever equation to microresonator based soliton Kerr frequency combs
该模型通常被称为Lugiato-Lefever方程（LLE），于1987年提出，旨在为非线性光学中的耗散结构和斑图形成提供一个范例。该模型描述了一个受驱动、失谐和阻尼的非线性薛定谔方程，产生了耗散的时空孤子。最近，随着时间耗散克尔孤子（DKS）的发现，在LLE中假设的相当理想化的条件已经以连续波驱动的光学微谐振器的形式实现。这些实验表明，LLE是克尔频率梳的完美和准确的描述-在2007年首次观察到，即LLE最初制定后20年。- 并且具体描述孤子状态。在2013年观察到在晶体微谐振器中的克尔频率梳中自发形成，这种DKS是优选的操作状态，提供相干和宽带光学频率梳，其带宽可以利用孤子诱导的加宽现象来扩展。基于微谐振器的孤子克尔频率梳结合其芯片化和集成的能力，已经在自参考频率梳、双梳光谱、频率合成、低噪声微波产生、激光频率测距和天体物理光谱仪校准等方面得到了应用，并有可能使梳状技术变得无处不在。因此，在受驱动的、耗散的非线性光学系统中的斑图形成正成为孤子微梳技术的核心物理。
2018-11-26 physics.optics
Ultralow-Noise Photonic Microwave Synthesis using a Soliton Microcomb-based Transfer Oscillator
超低噪声微波的合成对于计时、计量、通信和射电天文学都具有科学和技术意义。今天，最低的相位噪声信号是通过使用锁模激光频率梳的光分频获得的。尽管如此，这种技术理想地需要高重复率和紧密的梳状稳定。在这里，具有14 GHz的重复率的孤子微梳是用超稳定的泵浦激光器产生的，并用于导出超低噪声微波参考信号，在1 Hz偏移频率下的绝对相位噪声水平低于-60 dBc/Hz，在10 kHz下的绝对相位噪声水平低于-135 dBc/Hz。这是使用传输振荡器方法实现的，其中自由运行的微梳噪声（经过仔细研究并最小化）通过电子分频和混频的组合被消除。虽然这种原理证明使用辅助梳检测微梳的偏移频率，我们强调了这种方法的前景与未来的自参考集成微梳和电光梳，这将允许超低噪声微波和亚太赫兹信号发生器。
2019-11-26 physics.app-ph physics.optics
Stimulated generation of deterministic platicon frequency microcombs
近年来，在芯片级非线性谐振器中产生耗散克尔孤子的研究取得了显著的进展，从并行通信、自参考振荡器到双梳状光谱。通常工作在反常色散制度，独特的驱动协议和这些非线性谐振器中的色散已被检查，以实现孤子和类孤子的时间脉冲形状和相干频率梳产生。正常的色散制度提供了一个补充的方法来桥接非线性动力学的研究，包括方脉冲形成平顶高原，或platicons的可能性。在这里，我们报告的观察方脉冲形成芯片级频率梳，通过受激泵浦在一个自由光谱范围和氮化硅环+55 fs 2/mm正常群速度色散。通过一个不同的边带调制频率调谐的platicon频率梳检查在光谱和时间测量。利用二次谐波自相关和互相关方法，在19 GHz平频梳上观测到脉宽为17 ps的明亮方波脉冲，并通过非线性动力学模型和边界极限讨论，利用激光辅助热稳频，克服了热光拖曳效应，将锁模方法扩展到了脉宽为2 ps的方波脉冲态.
2022-03-23 physics.optics
Stability Transfer between Two Clock Lasers Operating at Different Wavelengths for Absolute Frequency Measurement of Clock Transition in 87Sr
我们演示了将一个工作在729 nm的高稳定时钟激光器的稳定性转移到另一个工作在698 nm的不太稳定的激光器。使用光学频率梳桥接两个不同的波长。在698 nm的时钟激光器的稳定性的改善，使我们能够评估的Sr光晶格时钟与更短的平均时间的系统频率偏移。我们通过国际原子时（TAI）确定了87 Sr中时钟跃迁1 S 0 - 3 P0的绝对频率为429 228 004 229 873.9（1.4）Hz，参考大地水准面上的SI秒。
2012-01-16 physics.atom-ph physics.optics
1-GHz VIS-to-MIR frequency combs enabled by CMOS-compatible nanophotonic waveguides
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海光学精密机械研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Shanghai University（上海大学）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）
利用低损耗硅氮化物波导实现1 GHz重复率的可见光至中红外自参考频率梳，通过超连续谱生成和第三谐波生成，提供高相干带宽和信噪比，推动超宽带梳源的紧凑化发展。
2026-01-08 physics.optics
