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超强激光科学卓越创新简报

(第七百二十四期)

2025年11月6日

上海光机所在光学频率梳时间抖动谱和线宽测量方面取得进展

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部周佳琦研究员团队，在精确表征光学频率梳时间抖动谱和梳齿线宽方面取得进展。相关成果以“Timing jitter and linewidth measurement of optical frequency combs based on Brillouin amplification of single comb line”为题发表在Optics Express上。

精确表征光学频率梳的脉冲时间抖动特征和频域上的梳齿线宽对于其低噪声应用至关重要。传统的平衡光学互相关或光学外差等测量方案需要引入参考激光器，具有较高的系统复杂性和成本。而基于光纤延时线的双波长延时自外差测量方法无需参考光，但实施过程中需要考虑时域上的脉冲延时长度匹配和色散补偿，针对不同光源的普适性较差。

针对上述问题，研究团队创新性地提出了一种布里渊放大提取单根梳齿结合光纤延时自外差法的时间抖动和梳齿线宽测量方案。该方案通过光纤中的窄带布里渊增益放大提取出光频梳中的单根梳齿，作为连续光参与延时自外差拍频，从而无需考虑脉冲的延时长度匹配和色散走离补偿。与传统脉冲方案结果的对比证实了所提出方案的时间抖动谱（图1）和梳齿线宽（图2）测量结果的准确性。该研究展示了基于提取单根梳齿来评估光频梳噪声的可行性和优势，有望进一步推动光频梳的噪声优化和低噪声应用。

相关工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。

原文链接

图 1 所提出的方案与传统脉冲方案的时间抖动谱测量结果对比

图 2 所提出的方案与传统脉冲方案的梳齿线宽测量结果对比

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