飞秒光学频率梳高精度气体吸收光谱技术进展 被引量：8

1

作者 杨宏雷 尉昊赟 +2 位作者 李岩 任利兵 张弘元 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期335-339,共5页

飞秒光学频率梳以其频谱宽、脉宽窄、频率稳定度高等优点,对光学频率计量、绝对距离测量、高精度光谱测定产生重大影响。飞秒光学频率梳的时域特性和频域特性溯源至微波频率基准,使得高精度气体吸收光谱探测成为可能。飞秒光学频率梳光... 飞秒光学频率梳以其频谱宽、脉宽窄、频率稳定度高等优点,对光学频率计量、绝对距离测量、高精度光谱测定产生重大影响。飞秒光学频率梳的时域特性和频域特性溯源至微波频率基准,使得高精度气体吸收光谱探测成为可能。飞秒光学频率梳光谱技术具有测量速度快、光谱灵敏度高、分辨率高、信噪比高等优点,因此加大对飞秒光学频率梳光谱技术的研究力度将更好地服务于环境保护、工业生产、生物医学、科学研究等各领域。飞秒光频梳高精度气体吸收光谱主要可分为光频梳腔衰荡光谱、光频梳腔增强光谱和双光频梳多外差光谱。其中,根据采集方式不同,光频梳腔增强光谱又可分为梳齿游标测量法、虚拟成像相位阵列测量法和傅里叶变换测量法。目前,国外已广泛开展相关研究,而国内仍处于起步阶段。本文综述了飞秒光学频率梳高精度气体吸收光谱探测的主要技术方法,展示了不同测量方法典型的实验方案,分析了各探测方法的优缺点,并追踪了主要研究小组的前沿成果。 展开更多

关键词 红外光谱 飞秒光学频率梳 气体吸收

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于飞秒激光器光学频率梳的绝对距离测量 被引量：8

2

作者 许艳 周维虎 +1 位作者 刘德明 丁蕾 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期79-83,89,共6页

提出使用飞秒激光器的光学频率梳测量绝对距离的方法。将一个飞秒激光器作为绝对距离测量的光源,搭建迈克尔逊干涉结构,利用色散干涉原理进行相应的光谱分析,得到干涉光路的光学路径差引起的相位差,最终计算出干涉光路的光学路径差。实... 提出使用飞秒激光器的光学频率梳测量绝对距离的方法。将一个飞秒激光器作为绝对距离测量的光源,搭建迈克尔逊干涉结构,利用色散干涉原理进行相应的光谱分析,得到干涉光路的光学路径差引起的相位差,最终计算出干涉光路的光学路径差。实验结果表明我们的长度测量方法精确度高,分辨力达到纳米量级。最小测量距离达到9μm,非模糊范围达到5.75mm。相对于传统白光色散干涉技术的有限测量范围,最大测量距离可以扩展到任意长度。 展开更多

关键词 绝对距离测量 飞秒激光器 光学频率梳 色散干涉

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于双波长频率梳的绝对测距系统研究 被引量：6

3

作者 赫明钊 林百科 李建双 《计量学报》 CSCD 北大核心 2017年第S1期51-55,共5页

研制了一套基于双波长飞秒频率梳的绝对测距系统,该系统利用单壁碳纳米管作为可饱和吸收器调节腔内损耗,同时产生重复频率稍有差异并具有高度互相关性的两个不同波长的激光脉冲。利用搭建的异步光学采样原理的双频率梳测距系统进行了测... 研制了一套基于双波长飞秒频率梳的绝对测距系统,该系统利用单壁碳纳米管作为可饱和吸收器调节腔内损耗,同时产生重复频率稍有差异并具有高度互相关性的两个不同波长的激光脉冲。利用搭建的异步光学采样原理的双频率梳测距系统进行了测距实验,并与室内80 m长度标准装置进行了比较。结果表明:在采样时间为1 s的情况下,测距系统不确定度为6μm+1×10^(-7)L (k=2)。 展开更多

关键词 计量学 绝对距离测量 飞秒频率梳 异步光学采样 测量不确定度

在线阅读 下载PDF 职称材料

用飞秒锁模激光测量光的频率 被引量：2

4

作者 周斌权 李福利 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期753-758,共6页

介绍了2005年诺贝尔物理学奖的获奖工作-用锁模飞秒激光光梳去测量光的频率。飞秒激光光梳技术大大简化了光频的测量。锁模飞秒激光通过光子晶体光纤时,由于自相位调制,在可见光和近红外区能够产生上百万等间隔的梳状频率,其频率间隔等... 介绍了2005年诺贝尔物理学奖的获奖工作-用锁模飞秒激光光梳去测量光的频率。飞秒激光光梳技术大大简化了光频的测量。锁模飞秒激光通过光子晶体光纤时,由于自相位调制,在可见光和近红外区能够产生上百万等间隔的梳状频率,其频率间隔等于锁模脉冲的重复率。利用光频梳和倍频技术,把对光频的测量变为对射频的测量,这样就能够很容易地测出光的频率。使得光频测量精度和原子钟精度达到前所未有的高度,从而对物理学和计量学的发展有重要意义。 展开更多

关键词 光频测量 光梳 光子晶体光纤 飞秒激光

在线阅读 下载PDF 职称材料

用差频腔产生覆盖633nm光谱的飞秒激光频率梳

5

作者 梁志国 魏志义 +3 位作者 韩海年 张大鹏 叶蓬 武腾飞 《计量学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期161-167,共7页

飞秒激光频率梳被认为是连接光频和无线电频率的一个超精密齿轮，比较了自参考法锁相稳频飞秒激光频率梳和差频法单块结构飞秒激光频率梳的特点，前者光谱范围宽，但稳定性较差；后者稳定性较好，但光谱范围较窄。在差频腔单块结构飞秒... 飞秒激光频率梳被认为是连接光频和无线电频率的一个超精密齿轮，比较了自参考法锁相稳频飞秒激光频率梳和差频法单块结构飞秒激光频率梳的特点，前者光谱范围宽，但稳定性较差；后者稳定性较好，但光谱范围较窄。在差频腔单块结构飞秒激光频率梳的基础上，通过使用腔外压缩色散补偿方式压缩激光脉冲宽度，然后重新注入光子晶体光纤进行光谱扩展，获得了覆盖633nm波长的更宽的光谱范围，为633nm波长激光频率测量创造了条件。 展开更多

关键词 计量学 光频率测量 飞秒激光频率梳 光谱扩展 脉宽压缩

在线阅读 下载PDF 职称材料

光纤飞秒光梳频率精密控制的研究 被引量：1

6

作者 刘星洋 周大伟 +3 位作者 戴少阳 刘立洋 马兆远 陈徐宗 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期543-548,共6页

新一代光纤飞秒光梳在精密测量和基础物理研究领域中有着广阔的前景,一种通过数字电荷泵锁相环和温控电路相结合的方法可以精密控制光纤飞秒光梳。成功搭建了光纤飞秒光梳系统。光梳的重复频率为129 MHz,初始频率大约为33 MHz。通过自... 新一代光纤飞秒光梳在精密测量和基础物理研究领域中有着广阔的前景,一种通过数字电荷泵锁相环和温控电路相结合的方法可以精密控制光纤飞秒光梳。成功搭建了光纤飞秒光梳系统。光梳的重复频率为129 MHz,初始频率大约为33 MHz。通过自主研发的温控和数字电荷泵锁相环成功地把光纤飞秒光梳锁定在了由Agilent PSG Analog Singal Generator提供的标准微波信号上,锁定时间至少长达1天。锁定后重复频率的抖动标准差为0.78 mHz,与基准源同一个数量级且很接近,锁定后初始频率的抖动标准差达8.98 Hz。 展开更多

关键词 激光技术 光纤飞秒光梳 光梳稳频 数字电荷泵锁相环

在线阅读 下载PDF 职称材料

可调谐激光器激光波长宽范围自动偏频锁定 被引量：16

7

作者 谢建东 严利平 +1 位作者 陈本永 杨伟雷 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期211-219,共9页

针对激光多波长干涉绝对测距中构建多级合成波长的需求,提出了一种锁至飞秒光频梳的可调谐激光器(External CavityDiode Laser,ECDL)输出激光波长的宽范围自动偏频锁定方法。首先,设计了光栅+双凸透镜梳齿滤波的拍频信号探测单元,实现... 针对激光多波长干涉绝对测距中构建多级合成波长的需求,提出了一种锁至飞秒光频梳的可调谐激光器(External CavityDiode Laser,ECDL)输出激光波长的宽范围自动偏频锁定方法。首先,设计了光栅+双凸透镜梳齿滤波的拍频信号探测单元,实现了宽范围ECDL激光波长与目标梳齿的拍频探测。接着,采用锁相放大原理对拍频信号进行鉴频鉴相,具备捕获带宽大、鉴相范围宽和鉴相精度高的优点。然后,利用多重闭环控制实现了ECDL输出激光波长宽范围的自动调节及偏频锁定。实验结果表明,本方法实现了10 nm波长范围内ECDL至光频梳的自动锁定,拍频信号信噪比的平均值约为35.9 dB;在4h内,ECDL激光频率的标准差为1.49 kHz,1s平均时间的相对阿伦方差为4.76×10^(-12),满足精密干涉测量中宽范围波长调节和高精度稳频的要求。 展开更多

关键词 可调谐激光器 激光稳频 偏频锁定 拍频探测 飞秒光频梳 鉴频鉴相器

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于飞秒光频梳的自由空间频率传递技术 被引量：1

8

作者 孟森森 袁亚博 +4 位作者 陈星 刘波 汪勃 张万鹏 蔡岳丰 《光通信技术》 2021年第11期36-40,共5页

为了能更加灵活方便地实现高精度的时频信号传递,以空间链路代替光纤进行时频传递,阐述了自由空间光频梳频率传递基本原理,实验通过102 m的自由空间链路,将锁定至铷原子钟上的飞秒光频梳发送到远端,采用高速探测器直接探测,通过高精度... 为了能更加灵活方便地实现高精度的时频信号传递,以空间链路代替光纤进行时频传递,阐述了自由空间光频梳频率传递基本原理,实验通过102 m的自由空间链路,将锁定至铷原子钟上的飞秒光频梳发送到远端,采用高速探测器直接探测,通过高精度频率计数器采集光频梳重复频率数据。实验结果表明:该系统最终实现接收端100 MHz重复频率信号在30 min内抖动范围为3.5 mHz,重复频率稳定度为4.26×10^(-12)/s、4.81×10^(-13)/100 s。 展开更多

关键词 自由空间 频率传递 飞秒光频梳

在线阅读 下载PDF 职称材料

飞秒光频梳基于鉴相信号处理实现速度测量 被引量：3

9

作者 薛彬 赵拓 +3 位作者 吴翰钟 张凯 王志洋 游画 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期115-122,共8页

以激光测速为基础,引入飞秒光频梳,通过鉴相信号处理,研究出了一种高精度的测速方法,理论测量下限低至μm/s量级。文中详细分析了飞秒光频梳经运动目标反射后梳齿相位发生变化的原理,建立了较为全面的数学模型并使用MATLAB软件进行了仿... 以激光测速为基础,引入飞秒光频梳,通过鉴相信号处理,研究出了一种高精度的测速方法,理论测量下限低至μm/s量级。文中详细分析了飞秒光频梳经运动目标反射后梳齿相位发生变化的原理,建立了较为全面的数学模型并使用MATLAB软件进行了仿真。采用快速傅里叶变换方法对仿真测量信号相位信息进行提取并处理,分别对μm/s、mm/s和m/s量级速度值进行了测量,理想情况下测量误差在1μm/s以下。同时,还对做任意运动的目标进行了测量仿真实验,结果表明文中方法还可以还原目标的运动状态。最后搭建了实验装置对mm/s量级的速度进行测量,测量相对误差均在4%以内,验证了此方法的可行性。 展开更多

关键词 飞秒光频梳 速度测量 快速傅里叶变换

在线阅读 下载PDF 职称材料

GHz瓦级全固态克尔透镜锁模Yb:CYA飞秒激光器(特邀)

10

作者 马骏逸 赵国栋 +2 位作者 邵晓东 韩海年 魏志义 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期105-111,共7页

掺镱氯酸钆钙(Yb:CaYAlO_(4),简称Yb:CYA)晶体具有生长容易、增益曲线宽广平坦以及比热容高和导热性好等优点,是产生飞秒超短脉冲的优异介质晶体。本文介绍了一种基于Yb:CYA晶体的全固态克尔透镜锁模GHz飞秒振荡器,采用功率为8 W的980 n... 掺镱氯酸钆钙(Yb:CaYAlO_(4),简称Yb:CYA)晶体具有生长容易、增益曲线宽广平坦以及比热容高和导热性好等优点,是产生飞秒超短脉冲的优异介质晶体。本文介绍了一种基于Yb:CYA晶体的全固态克尔透镜锁模GHz飞秒振荡器,采用功率为8 W的980 nm光纤激光作为泵浦源,腔型为四镜环形腔结构,Yb:CYA晶体厚度为3 mm。该振荡器能够产生中心波长1051 nm、平均输出功率1.7 W的GHz飞秒脉冲,脉冲宽度为207 fs。基于Yb:CYA晶体的振荡器实现了GHz重频瓦级飞秒脉冲输出,为进一步基于此振荡器实现高重频飞秒光学频率梳打下了坚实基础。 展开更多

关键词 Yb:CYA GHz重复频率 全固态飞秒振荡器 克尔透镜锁模 光学频率梳

在线阅读 下载PDF 职称材料

反射镜对飞秒激光光频梳偏移测量的影响

11

作者 艾尼江·阿塔伍拉 帕力哈提·米吉提 阿布都热苏力·阿不都热西提 《激光杂志》 北大核心 2018年第10期35-38,共4页

为了减少Fabry-Perot（F-P）干涉仪反射镜引起的测量误差,本文运用飞秒激光光频梳原理和相关理论,研究了由飞秒激光器、光学频率锁模仪和F-P干涉仪组成的系统中的反射镜对飞秒激光光频梳偏移的影响。探讨了反射镜造成的色散及角偏移对... 为了减少Fabry-Perot（F-P）干涉仪反射镜引起的测量误差,本文运用飞秒激光光频梳原理和相关理论,研究了由飞秒激光器、光学频率锁模仪和F-P干涉仪组成的系统中的反射镜对飞秒激光光频梳偏移的影响。探讨了反射镜造成的色散及角偏移对光频梳偏移的影响。通过理论和仿真分析估算了反射镜引起的飞秒激光频率梳偏移的随机误差和相对光频梳偏移。结果表明：反射镜色散与角偏移引起的飞秒激光频率梳偏移的随机误差为±0.01,相对光频梳偏移估计为0.1。这些结果在绝对频率测量和精密测量等光学测量领域有着重要应用价值和发展潜力。 展开更多

关键词 光频梳偏移 反射镜 色散 角偏移 随机误差

在线阅读 下载PDF 职称材料