Conjugate phase-noise cancellation enables submicrometre dual-comb ranging with free-running megahertz-linewidth lasers
State Key Laboratory of Photonics and Communications, School of Electronics, Peking University（北京大学电子学院光通信与光子学国家重点实验室）；State Key Laboratory of Photonics and Communications, Department of Electronic Engineering, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学电子工程系光通信与光子学国家重点实验室）；State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Devices, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所光电材料与器件国家重点实验室）；Laboratory of Solid State Optoelectronics Information Technology, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所固态光电子信息技术实验室）；College of Materials Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学材料科学与光电技术学院）；HS Photonics Co., Ltd.（海思光子有限公司）
研究利用共轭相位噪声消除（CPNC）技术，结合独立自由运行的分布反馈（DFB）激光器，实现低成本频域双梳测距，能消除公共激光相位因子等，降低光源稳定和相位管理复杂性，达到亚微米测距精度。
2026-07-20 physics.optics
A dual color, frequency, pulse duration and shape agile laser system for particle spectroscopy and manipulation
研制了一种双色、频率和脉宽捷变的激光系统，该系统能够输出脉宽约1 ns ~1 us、啁啾率约27 MHz/ns、啁啾范围约几GHz、能量范围从几nJ到几百mJ/脉冲的激光脉冲。该激光系统的灵活性和能力提供了广泛的激光参数，可用于优化各种实验的操作条件，从激光诊断到光谱学和物质的光学操纵。所开发的系统被成功地证明，以获得相干瑞利布里渊散射（CRBS）在单一和双重颜色的配置，在努力扩大非侵入性的可访问性向低压区中性气体和等离子体诊断。
2022-07-18 physics.optics
Soliton Microcomb Range Measurement
基于激光的测距系统（LIDAR）在许多应用领域都很重要，包括自动驾驶汽车、机器人、制造业、卫星编队飞行和基础科学。使用双频梳的相干激光测距系统提供了远距离、高精度和快速更新速率的前所未有的组合。在这里，双梳距离测量使用基于芯片的孤子微梳演示。此外，双频梳作为反传播孤子在单个微谐振器中产生，使用单个泵浦激光器。演示了在500 ms平均时间下具有200 nm精度的飞行时间测量。此外，双梳方法扩展的模糊距离为26公里，尽管孤子的空间周期只有16毫米。这种基于芯片的源是一个重要的一步，微型双梳激光测距系统，适合于光子集成。
2017-06-28 physics.optics
Chaotic micro-comb based parallel ranging
从流体动力学、超导电路到生物有机体的非线性系统都普遍存在向混沌的过渡。光学系统如激光器和超连续谱产生器等被驱动出平衡，表现出具有振幅和相位波动的光的混沌状态，并且可以引起Levy统计、湍流和流氓波。时空混沌也发生在连续波驱动的基于光子芯片的克尔微谐振器中，其中它被称为混沌调制不稳定性。这种调制不稳定状态通常被认为是不切实际的应用，相反，其相干光状态的对应物，其中包括孤子或暗脉冲状态。在这里，我们表明，在光学微谐振器的光的非相干和混沌状态可以利用实现明确的和抗干扰的大规模并行相干激光测距通过使用混沌梳状线的固有随机幅度和相位调制。我们利用40个不同的线的微谐振器频率梳调制不稳定制度。每条谱线的噪声带宽超过1 GHz，大大超过了谐振腔的线宽，能够以厘米级的分辨率恢复物体的距离。我们的方法利用了最广泛的微梳状态之一，并提供-耗散克尔孤子状态相反-高转换效率，以及平坦的光谱，并阐明了需要复杂的激光启动例程。此外，该方法产生宽带信号调制，而不需要任何电光调制器或微波合成器。从更广泛的角度来看，类似的光学系统能够混沌动力学可以应用于随机调制光学测距以及扩频通信和光学密码系统。
2021-12-19 eess.SP physics.optics
Two-Photon Dual-Comb LiDAR
传统双梳激光测距中产生的干涉信号要求飞秒激光器具有长期的f_CEO稳定性，并且由于射频混叠的考虑而被限制在较高的采样率。通过使用交叉极化双梳和双光子检测，我们以高达传统双梳混叠限制12倍的采样率证明了载波相位不敏感的互相关，并将这些记录在基于数字化器的采集系统中，以实现亚100纳米精度的测距。然后，我们扩展这一概念，以显示如何使用一个简单的微控制器作为ns精度秒表记录的时间间隔分离的双光子互相关脉冲，提供实时和连续的激光雷达距离计量能够子100 nm的精度和动态采集无限的时间，可以消除传统的双梳采集的高数据负担。
2021-08-19 physics.ins-det physics.optics
Photonic timing-engineered solitons for dual-microcomb metrology
Tsinghua University（清华大学）；International Quantum Academy, Shenzhen（深圳量子高等研究院）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本研究通过动态孤子捕获技术实现光学定时工程微梳，提升微梳计量系统的测距精度与灵活性。
2026-02-24 physics.optics
Extended coherence length and depth ranging using a Fourier domain mode-locked frequency comb and circular interferometric ranging
傅立叶域锁模（FDML）是用于高速光频域成像（OFDI）的流行激光器设计，但实现长相干长度以及因此的成像范围一直具有挑战性。频率梳（FC）FDML激光器的窄瞬时线宽可以为高速和远程OFDI提供一个有吸引力的平台。不幸的是，由超出自由光谱范围的主要测量深度的信号引起的混叠伪影到目前为止已经禁止使用FC FDML进行成像。为了使FC FDML激光器的增强的相干长度可用，需要管理这样的伪影的方法。最近，相干圆形测距已被证明，使用频率梳在大大减少的RF带宽成像。在这里，我们重新审视圆形测距作为一种工具，使FDML频率梳状激光器的长相干长度，以及其用于组织成像访问。利用声光移频器（AOFS），我们描述了一种有效的方法来减轻信号混叠，这是稳定的和波长无关的。我们表明，FC FDML激光器提供了一个数量级的改善相干长度相比，传统的FDML激光器的设计，而不需要精确的色散工程。通过数值模拟，讨论了频率步进激光器谐振腔的设计参数以及频率梳和AOFS在OFDI中的混叠问题。与传统的对外直接投资方法相比，使用环形测距还减少了15倍的获取带宽。FC FDML/AOFS设计为远距离和高速成像以及探索环形测距中的信号和图像处理方法提供了方便的平台。
2018-10-17 physics.optics
Ultrafast optical ranging using microresonator soliton frequency combs
光探测和测距（LIDAR）对科学和工业中的许多领域至关重要。在过去的十年中，光学频率梳被证明在光学测距中具有独特的优势，特别是在高精度的快速距离获取方面。然而，目前基于梳的概念不适合新兴的大批量应用，如无人机导航或自动驾驶。这些应用严重依赖于LIDAR系统，不仅准确和快速，而且紧凑，坚固，适合成本效益的大规模生产。在这里，我们展示了集成耗散克尔孤子（DKS）梳状源提供了一条通往芯片级LIDAR系统的途径，该系统将亚波长精度和前所未有的采集速度与利用先进的光子集成概念进行晶圆级大规模生产的机会相结合。在我们的实验中，我们使用一对自由运行的DKS梳，每个梳提供超过100个载波的大规模并行合成波长干涉测量。我们展示了双梳距离测量与创纪录的低艾伦偏差下降到12纳米，平均时间为14 $μ$ s，以及超快测距前所未有的测量速率高达100 MHz。我们证明了我们的技术的可行性，通过采样的自然散射表面的气枪弹丸飞行在150米/秒（马赫0.47）。将集成的双梳状激光雷达引擎与芯片级纳米光子相控阵相结合，这种方法可以在新兴的大规模应用中广泛使用紧凑型超快测距系统。
2017-07-20 physics.optics
113 km absolute ranging with nanometer precision
针对长距离测距受传输损耗和噪声限制的难题，提出双向双光梳测距方法，结合空气色散分析与合成重复频率技术，实现113千米距离下最高82纳米的测距精度，可应用于空间研究领域。
2024-12-07 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Dual optical frequency comb downconversion of D-band mm-wave signals
Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）；University College London（伦敦大学学院）
利用双光频梳技术，实现无需滤波器或频率调谐的D波段毫米波信号下变频到基带。
2025-12-23 eess.SP physics.optics
Quantum noise in ranging with optical pulses
Dipartimento di Scienze, Universitá degli Studi Roma Tre（罗马第三大学科学系）；Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université, ENS-Université PSL, CNRS, Collège de France（索邦大学、巴黎文理研究大学、法国国家科学研究中心、法兰西公学院卡斯勒布罗塞尔实验室）；Istituto Nazionale di Ottica - CNR（意大利国家光学研究所-国家研究委员会）；INFN, Sezione di Roma Tre（罗马第三大学意大利国家核物理研究所分部）
本文研究了光频梳在测距中的应用，探讨了量子压缩对距离估计精度的影响，发现量子方法在短距离应用中更具优势。
2026-04-06 physics.optics quant-ph
Repetition-Rate-Difference Tunable Dual-Comb Fiber Laser Using Bidirectional Lyot filtering
提出一种热控双向 Lyot 滤波的单腔双光梳光纤激光器，将重复频率差调谐精度较机械方案提升870倍，实现Hz级精密控制。
2025-09-01 physics.app-ph physics.optics
Two-photon dual-comb LiDAR imaging
Scottish Universities Physics Alliance, Institute of Photonics and Quantum Sciences, School of Engineering and Physical Sciences, Heriot-Watt University（苏格兰大学物理联盟，光子学与量子科学研究所，工程与物理科学学院，赫瑞-瓦特大学）；Centre for Precision Technologies (CPT), University of Huddersfield（精密技术中心，哈德斯菲尔德大学）
本文提出一种基于双光子双梳测距的激光雷达成像方法，利用皮秒级激光脉冲飞行时间实现厘米级点云数据集，具有微米级精度和高精度测量能力，适用于光学质量差的不连续表面。
2026-03-13 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
Ultrafast electrooptic dual-comb interferometry
本文提出基于电光频率梳的双光梳干涉仪，突破锁模激光器重复频率限制，实现25 MHz刷新率的连续复数光谱测量，为超宽带波形计量开辟新应用。
2015-07-15 physics.optics
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
Frequency-comb-linearized, widely tunable lasers for coherent ranging
提出利用光学频率梳表征激光器啁啾动态的方法，在太赫兹带宽上以1 MHz间隔追踪频率，并基于此实现无需额外线性化单元的相干测距，对高分辨率光谱和传感应用至关重要。
2023-08-30 physics.app-ph physics.optics
Computationally image-corrected dual-comb microscopy with a free-running single-cavity dual-comb fiber laser
双梳显微镜（DCM），一个有趣的成像模式的基础上的光频梳（OFC）模式和图像像素一对一的对应关系，受益于无扫描全场成像和同步共焦振幅和相位成像。然而，由于复杂性和成本，两个完全频率稳定的OFC源的要求阻碍了DCM的实用性。本文采用双向单腔双梳状光纤激光器作为DCM低复杂度OFC光源。计算图像校正减少了由SCDCFL残余定时抖动引起的图像模糊。具有14.0 nm不确定度的纳米级台阶表面轮廓术突出了图像校正DCM的有效性。该方法增强了DCM的通用性和实用性。
2020-07-24 physics.optics
Dual optical frequency combs with ultra-low relative phase jitters from 550 nm to 1020 nm for precision spectroscopy
在这里，超低的相对相位抖动在宽光谱范围内实现了双钛：蓝宝石光学频率梳。这两个光学频率梳被独立地锁相到通过商用光纤网络传送的Sr光晶格时钟激光器。我们证实，在光学频率梳从550 nm到1020 nm的整个波长范围内，从8.3 mHz到200 kHz积分的两个梳之间的相对相位抖动低于1 rad，对应于低于8.3 mHz的相对线宽。我们的工作为超高精度双梳光谱技术铺平了道路，该技术通过简单的设置覆盖了宽光谱范围，并提供了在宽波长范围内具有极高稳定性的绝对光学频率基准。
2022-03-18 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
A bidirectional dual-comb ring laser for simple and robust dual-comb spectroscopy
研究提出一种Kerr透镜锁模双向环形激光器，通过同一腔体生成两个重复率略有不同的频率梳，实现无需主动稳定的被动相干，简化了宽带双梳光谱学系统。
2015-12-03 physics.optics
Electro-optic dual-comb interferometry over 40-nm bandwidth
双梳干涉测量是一种使用两个激光频率梳以逐线方式检索复杂光谱的测量技术。这种技术可以实现与电光频率梳，提供内在的相互相干，高采集速度和灵活的重复率操作。在双梳干涉测量中，这种频率梳的操作的挑战是其有限的光学带宽。在这里，我们使用相干光谱展宽，并在整个电信C波段（200线覆盖~ 40 nm，在10微秒内测量，每谱线100信噪比）演示电光双梳干涉。这些结果提供了新的前景，电光双梳干涉作为一个合适的技术，高速宽带计量，例如在光学相干层析成像或相干拉曼显微镜。
2016-07-15 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
Reference-free dual-comb spectroscopy with inbuilt coherence
本文提出一种基于种子参量下转换的双光梳光谱系统，通过共享公共梳齿建立内建相干性，并结合数值后处理补偿漂移，实现干涉图的长时间相干平均。
2024-08-11 physics.optics
Polarization dynamics, stability and tunability of a dual-comb polarization-multiplexing ring-cavity fiber laser
在本文中，我们展示了偏振复用系统能够产生两个稳定的光学频率梳与可调谐的频率差和大的消光比。同时，对单锁模掺铒光纤激光器产生的双频梳状波的偏振动力学进行了实验研究。所获得的结果将扩展应用领域，如偏振光谱和双梳偏振。
2022-08-08 physics.optics
Gapless dual-comb spectroscopy in terahertz region
将无间隙太赫兹梳与双梳光谱技术相结合，即无间隙双太赫兹梳光谱技术，实现了与太赫兹梳齿宽度相等的光谱分辨率。利用激光锁模扫频的方法在梳齿之间插入频率间隙，实现了无间隙太赫兹梳。在低压气体光谱实验中，无间隙双太赫兹梳齿光谱仪的光谱分辨率降低到梳齿宽度2.5MHz，在1 THz光谱范围内光谱精度提高到10-6。所提出的方法将是一个强大的工具，同时实现高分辨率，高精度，宽光谱覆盖的太赫兹光谱。
2013-03-22 physics.optics
Microresonator Soliton Dual-Comb Spectroscopy
高分辨率的光学和振动光谱的快速表征可以在杂乱的环境中识别物种，对于分析和早期警报非常重要。在这方面，双梳光谱学已经成为一种强大的方法，以获得几乎瞬时的拉曼光谱和光学光谱，具有前所未有的分辨率。光谱直接在电域中产生，避免了笨重的机械光谱仪。最近，一种微型的基于孤子的梳已经出现，可以潜在地将双梳方法转移到芯片平台。与早期的微梳不同，这些新器件实现了高相干脉冲锁模。它们产生宽的、可再现的光谱包络，这对于双梳光谱学是必不可少的。在这里，双梳光谱演示使用这些设备。这项工作显示了集成，高信噪比光谱与快速采集速率的潜力。
2016-07-27 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
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
Spatially multiplexed single-cavity dual-comb laser
单腔双梳状激光器是一种新型的超快激光器，在泵浦-探测取样、光学测距、气体吸收光谱等领域有着广泛的应用前景。然而，迄今为止，激光腔复用通常在激光器性能或相对定时噪声抑制方面进行权衡。本文提出了一种新的方法，用于复用单个激光腔以支持一对噪声相关模。这些模式共享所有腔内组件，并采取接近共同的路径，但不重叠在任何有源元件上。我们实现的方法与80 MHz的激光器提供超过2.4瓦的平均功率每梳次140 fs脉冲。我们达到了2.2 fs [20 Hz，100 kHz]的子周期相对定时抖动。通过这种新的多路复用技术，我们可以实现对重复率差Δfrep的缓慢反馈，使该量无漂移，低抖动和可调-这是实际应用中的关键组合，而这是以前单腔双梳系统所缺乏的。
2022-06-27 physics.optics
Terahertz hyperspectral imaging with dual chip-scale combs
高光谱成像是一种允许创建多色图像的技术。在太赫兹波长下，它已成为许多应用的重要工具，从非电离癌症诊断和药物表征到非破坏性人工制品测试。当代太赫兹成像系统通常依赖于基于光纤的近红外飞秒激光器的非线性光学下转换，需要复杂的光学系统。在这里，我们展示了基于太赫兹量子级联激光器的芯片级频率梳的高光谱成像。双梳是自由运行的，并发出相干太赫兹辐射，覆盖220 GHz的带宽在3.4太赫兹，每线约10 μW。双梳光谱的快速采集速率与梳的单片设计、可扩展性和芯片级尺寸的组合对于生物医学和制药工业中的未来成像应用具有高度吸引力。
2018-12-09 physics.app-ph physics.optics
Dual-comb photoacoustic spectroscopy with electro-optic generation for the analysis of gaseous samples
在这项工作中，我们提出了一个双梳光声光谱（DCPAS）的设计和表征氨检测在近红外设置。该系统由一个双电光（EO）梳发生器，产生的气体样品中的多外差拍频信号。双EO梳发生器的输入是一个激光二极管调谐到一个固定的波长内的吸收特性的氨（约1531.6 nm，6529 cm-1），我们展示了如何双梳允许进行PAS测量和解决的吸收特性与高光谱分辨率。我们目前的氨吸收线轮廓重建的带宽为1厘米-1和0.08厘米-1的分辨率的结果。此外，我们表明，基于电光产生的双梳技术，最大限度地简化了优化的多外差信号的光声检测模块的特点。我们目前的结果，使用谐振气室（管形），我们显示如何容易调整双梳状光源产生multiherodyne拍频音的频带内的谐振气室。
2023-02-07 physics.optics
Coherently averaged dual-comb spectroscopy with a low-noise and high-power free-running gigahertz dual-comb laser
本文提出一种基于腔内双棱镜的紧凑型千兆赫兹双光梳激光器，兼具高功率和超低噪声，并通过测量射频梳齿相位实现长时间相干平均双光梳光谱。
2023-04-17 physics.optics
Dual-Comb Photothermal Microscopy
提出基于中红外双梳激光器的并行化光热显微方法，实现数百波长同时测量与高速无标记超分辨红外成像，克服了单波长法的速度局限。
2024-09-24 physics.optics
Rapid and precise distance measurement using balanced cross-correlation of a single frequency-modulated electro-optic comb
本文提出基于重复频率调制飞秒电光频率梳与平衡非线性互相关探测的飞行时间测距方法，在单一平台上实现5 nm精度、172 MHz刷新率和理论上无限模糊范围的绝对距离测量与实时位移跟踪。
2025-07-17 physics.app-ph physics.optics
Programmable spectral shaping to improve the measurement precision of frequency comb mode-resolved spectral interferometric ranging
本研究通过可编程光谱整形生成宽而对称的光源，将CORE-SDI的3-dB光谱宽度从1.15 THz扩展到6.7 THz，测量精度从69 nm提升至6 nm，为下一代长度标准的发展做出贡献。
2023-07-28 physics.optics
Adaptive dual-comb spectroscopy in the green region
双梳光谱扩展到可见光谱范围的设置的基础上，两个倍频飞秒掺镱光纤激光器。碘的19240 cm-1附近的密集的旋转振动光谱记录在12 ms内的多普勒限制的分辨率与一个简单的计划，只使用自由运行的飞秒激光。
2012-08-22 physics.optics
Dual-comb thin-disk oscillator
首次提出了一种基于薄片技术的双梳状激光器及其在直接频率梳状光谱中的应用。我们的Yb：YAG薄盘双梳系统的峰值功率（0.6 MW）和平均功率（12 W）比以前的任何系统都高出一个数量级以上。该方案允许在操作期间容易地调整重复频率差。在没有任何主动稳定的情况下，记录超过10 μs的时域信号足以在傅立叶变换后分辨单个梳状线。该演示将使双梳系统在研究实验室的实际应用中得到更广泛的采用。它的简单性和紧凑性，特别是用于实现三梳和多梳系统，并转换到仍然覆盖不足的紫外和真空紫外范围，使其成为一个有前途的下一代技术。
2020-04-21 physics.optics
Intelligent Mode-Locked Single-Cavity Dual-Comb Laser Utilizing Time-Stretch Dispersive Fourier Transform Spectroscopy
针对单腔双梳锁模的稳定性挑战，提出结合适应度函数与CNN-Transformer的评估标准，利用模拟DFT光谱数据集和进化算法智能控制偏振控制器，实现了2秒内快速获取锁模状态并确保其长期稳定运行。
2025-05-01 physics.optics
Dual-Frequency Comb in Fiber Fabry-Perot Resonator
本研究提出利用单个光纤法布里-珀罗谐振器的双折射特性产生两个正交偏振、重复率略有差异且互相干性优异的40nm带宽双频梳，通过概念验证光谱测量证实了其在双梳应用中的潜力。
2025-02-11 physics.optics
On-chip dual comb source for spectroscopy
双梳光谱技术是一种不需要移动元件的分子光谱实时、宽带光学采样技术。基于微谐振器的平台的最新发展已经实现了芯片级的频率梳。然而，需要精确匹配不同的高品质因数微腔的谐振波长，阻碍了片上双梳状源的发展。在这里，我们报告的第一个同时产生的两个微谐振器梳在同一芯片上从一个单一的激光器。该梳跨越1.56 $μ$ m波长周围51 THz的宽带宽。我们证明了两个频率梳的低噪声操作，通过确定性地调整到孤子锁模状态，使用集成的微加热器，从而在狭窄的（$<$ 10 kHz）微波拍音。我们进一步使用一个锁模梳作为参考来探测其他梳的形成动力学，从而引入了一种技术来研究梳演化没有辅助激光器或微波振荡器。我们证明了宽带高信噪比吸收光谱的二氯甲烷跨越170 nm，使用双梳状源超过20 $μ$ s的采集时间。我们的设备为纳秒时间尺度的紧凑和强大的双梳光谱仪铺平了道路。
2016-11-23 physics.optics
Tunable dual-comb from an all-polarization-maintaining single-cavity dual-color Yb:fiber laser
我们演示了一个全保偏双色镱（Yb）光纤激光器的双梳产生。在相同的激光腔内产生了中心波长分别为1030 nm和1060 nm的两个脉冲序列，重复频率约为77 MHz。双色操作是诱导使用可调谐的机械光谱滤波器，它切割成两个光谱区域，可以独立锁模的增益谱。两个脉冲串的光谱重叠是通过在非线性光纤中放大1030 nm脉冲并使其展宽而在激光腔外实现的。在空间上重叠一个简单的光电二极管上的两个臂，然后产生一个下变频的射频梳。两个脉冲序列之间的重复率的差异，因此下变频梳的线间距可以很容易地在这种设置进行调谐。该功能允许灵活调整光谱应用中的非混叠带宽与测量时间之间的权衡。此外，我们表明，通过微调的中心波长的两个脉冲序列，我们能够移动的下变频频率梳沿射频轴。通过测量两个不同标准具的透射率，同时激光器完全自由运行，证明了这种双梳设置的可用性。
2019-06-07 physics.optics
Dual-comb femtosecond solid-state laser with inherent polarization-multiplexing
双梳光谱是一种快速发展的技术，可以实现原子和分子的超精密宽带光学诊断。这种强大的工具通常需要两个锁相飞秒激光器，但它已被证明，它可以实现没有任何稳定，如果梳是从一个单一的激光腔产生。尽管如此，不可避免的内在相对相位波动总是对任何光谱测量的精度设置了限制，迄今限制了批量双梳状激光器模式分辨研究的适用性。在这里，我们展示了一个多功能的概念，低噪声双梳发电机从单腔飞秒固体激光器的基础上本征偏振复用内的光学各向异性增益晶体。由于腔内空间分离的正交偏振光束，两个子100 fs的脉冲序列同时产生的1.05 $μ$ m Yb：CNGS振荡器的重复频率差为4.7 kHz。激光器表现出最低的相对噪声曾经证明了散装双梳源，支持自由运行模式分辨光谱测量超过一秒钟。此外，开发的双梳产生技术可以应用于任何利用双折射有源晶体的固体激光器，铺平了道路，走向一类新的高度相干，单腔，双梳激光源工作在各种光谱区域。
2020-09-11 physics.optics
Overcoming the noise-tracking-bandwidth limits in Free-running Dual-Comb Interferometry
针对自由运行双梳干涉测量自校正算法的噪声跟踪带宽受限问题，提出利用相干谐波增强架构在干涉图周期内生成谐波中心脉冲串，实现跟踪带宽与重复频率差解耦，并在 H¹³C¹⁴N 气体测量中于 12.5 MHz 分辨率下获得 20 倍带宽提升。
2025-07-24 physics.optics
Reconfigurable Terahertz Multi-Harmonic Dual-Combs
Chongqing Institute of East China Normal University（华东师范大学重庆研究院）
研究人员在单个自探测太赫兹量子级联激光器平台上实现可重构多谐波双光梳系统，可切换多种配置，拓展了双光梳运行自由度，简化了系统架构，为紧凑太赫兹应用提供新机遇。
2026-08-14 physics.optics
Characterizing pump line phase offset of a single-soliton Kerr comb by dual comb interferometry
我们实验证明了相位恢复的单孤子克尔梳通过双梳干涉术实现的电场互相关。通过克尔梳与具有预先表征的相位轮廓的参考电光梳之间的外差拍频获得克尔梳的相位轮廓。光孤子克尔梳具有近平坦的相位分布，并且泵浦线被观察到显示出依赖于泵浦参数的相位偏移。实验结果与数值模拟结果一致。我们的全线性方法可以在低输入功率（20 $μ$ W）下进行快速测量（3.2 $μ$ s）。
2018-10-20 physics.optics
Shift-register synchronization of dual-wavelength pulse trains in resonators with quadratic nonlinearity
Aston Institute of Photonic Technologies, Aston University（阿斯顿大学光子技术研究所）；Novosibirsk State University（新西伯利亚国立大学）
本文提出并数值验证了二次非线性谐振器中脉冲串的移位寄存器同步机制，通过参量能量交换克服群速度失配，实现确定性脉冲移位，为多色频率梳和超快光子信息处理提供新途径。
2026-09-24 nlin.PS physics.optics
Adaptive real-time dual-comb spectroscopy
随着激光频率梳的出现，在宽光谱带宽上提供等间隔的尖锐线的相干光源已经变得可用。在光学频率计量学发生革命性变化的十年后，频率梳在包括分子光谱学在内的越来越多的应用中有着巨大的发展前景。尽管其有趣的潜力，在几十微秒内测量分子光谱跨越几十纳米的多普勒限制的分辨率，双梳光谱的发展是由激光梳的极其苛刻的高带宽伺服控制条件的阻碍。在这里，我们克服了这个困难。我们实验证明了一个简单的实时双梳光谱的概念，它只使用自由运行的锁模激光器没有任何锁相电子，后验数据处理，或需要在频率计量的专业知识。由此产生的简单性和多功能性，我们的新技术的自适应双梳光谱提供了一个强大的跨学科的仪器，可能会引发新的发现，在分子科学。
2012-08-28 physics.optics
Picosecond ultrasonics with a free-running dual-comb laser
我们提出了一个自由运行的80 MHz的双梳偏振复用固体激光器，它提供了1.8 W的平均功率与110 fs的脉冲宽度每梳。揭示和讨论了半导体多量子阱结构中源于量子阱和超晶格区的超声信号。我们进一步展示了薄膜金属化样品上的超声测量，并将这些测量结果与一对锁定飞秒激光器获得的测量结果进行比较。我们的数据表明，自由运行的双梳状激光器非常适合皮秒超声测量，因此，它提供了一个显着降低复杂性和成本，这种广泛采用的无损检测技术。
2021-09-01 physics.optics
Difference-Frequency Chirped-Pulse Dual-comb Generation in the THz Region: Temporal Magnification of the Quantum Dynamics of Water Vapor Lines by >60,000
提出了一种基于电光相位调制器和两个自由运转激光器的差频法实现太赫兹双梳光谱的新方法。
2021-09-28 physics.chem-ph physics.optics
Engineered Octave Frequency Comb in Integrated Chalcogenide Dual-ring Microresonators
具有平坦梳状光谱轮廓的宽带克尔梳有望在诸如高容量光通信的许多应用中得到应用。在这里，我们提出了新的同心双环微谐振器（DRM）的先进的色散工程量身定制的梳状光谱分布。色散不仅可以通过DRM的横截面来灵活地设计，而且可以通过同心双环微谐振器之间的间隙来灵活地设计，这为几何控制孤子克尔梳的光谱轮廓提供了新的途径。数值计算得到了一种具有良好频谱平坦度的倍频程跨越的耗散克尔孤子梳，其带宽为1265 nm（99.82 THz），覆盖了从通信波段到中红外波段的范围，其-40 dB带宽为1265 nm。我们的研究结果是有希望的，以充分了解在DRM的混合模式，这有助于控制宽带梳形成的非线性动力学。
2022-10-18 physics.optics
Broadband Terahertz Quantum Cascade Laser Dual-Comb Sources with Off-Resonant Microwave Injection
宽带双梳光谱技术因其在光谱分辨率高、探测速度快等方面的独特优势而受到越来越多的关注，虽然双梳技术在红外波段已经相对成熟，但由于缺乏高性能的宽带太赫兹双梳光源，目前在太赫兹波段还没有商业化的实际应用。在太赫兹波段，电泵浦量子级联激光器（QCL）是双梳运转的理想选择。然而，自由运行的太赫兹QCL双梳源通常显示有限的光学带宽（$\sim$ 100-200 GHz）。谐振微波注入锁定技术通过在谐振腔往返频率处调制激光器驱动电流来展宽太赫兹准分子激光器的发射光谱，但由于谐振注入和非理想微波电路引起的较大相位噪声，使得该技术很难用于展宽双梳带宽。因此，获得能够充分利用激光增益带宽的宽带太赫兹双梳光源具有挑战性。在这里，我们采用了非谐振微波注入显着拓宽双梳带宽的太赫兹QCL双梳源发射约4.2太赫兹。在非谐振注入下，测量的光学双梳带宽从自由运行时的147 GHz展宽到$>$ 450 GHz。通过对滤波器和GaAs标准具的透射率测量，从实验上证明了双梳带宽的展宽。通过基于速率方程模型的简单数值分析，我们解释了在非谐振微波注入条件下，宽带双梳的工作是由于较宽的激射带宽和较高的相位匹配度。
2022-06-21 physics.app-ph physics.optics
Detection of carbon monoxide using a polarization-multiplexed erbium dual-comb fiber laser
本研究提出一种基于偏振复用、增益共享的全保偏铒单腔双光梳激光器，具备宽重复频率差调谐能力，无需主动稳定即可实现一氧化碳的双光梳光谱检测原理验证。
2024-05-28 physics.optics
Addressing asymmetric Fano profiles on molecular lines in dual-comb spectroscopy
本文报道了用双梳仪测量分子光谱中的Fano共振。该效应被观察为H12CN的不对称吸收线。改变气室中的脉冲啁啾条件以表明Fano共振依赖于脉冲峰值功率。一个模型添加到福格特线的法诺轮廓被用来估计作为脉冲峰值功率的函数的法诺相位。从理论上推导出了脉冲峰值功率条件，以避免脉冲激光实验中的线形畸变。
2022-06-28 physics.optics
