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摘要
光频梳技术是本世纪初随着飞秒激光技术、非线性光学的飞速发展应运而起的一项重要的精密频率测量技术。它跨越了射频和光频电磁波谱之间长期存在的技术鸿沟,通过频率和相位的相干关系将二者巧妙的衔接,在时间频率标准、精密光谱计量以及基础物理学常数的高精度测量等领域具有举足轻重的应用价值。正因为Theodor W. H?nsch(本文第一作者)和John L. Hall以光频梳技术为代表的激光精密测量技术领域的杰出贡献,二人同Roy J. Glauber(光相干量子理论的贡献)共同分享了2005年诺贝尔物理学奖。从光频梳的基本原理出发,解释了光频梳技术基本概念,稳定工作的光频梳以及作为高精密的频率测量技术,光频梳主要的应用领域等。同时回顾了作者研发光频梳技术的初衷,即用于研究氢原子的精密光谱,验证量子电动力学理论,提高里德堡常数和质子电荷半径等物理学基本常数体系的测量精度。介绍了通过双光频梳实现高精密的光谱直接测量技术,包括该技术的原理以及在气体分子精密光谱测量方面的应用,举例说明了基于双光频梳的光谱直接测量技术在频率分辨率和灵敏度方面相对于传统光频梳表现出来的显著优势。实验验证了单光子水平的光频梳光谱测量可行性,指出其在极紫外或甚至在软x射线这些产生少量光子的应用领域的应用前景。最后介绍了微小区域实现厘米级尺寸的光学腔的脉冲激光的激发、片上稳定的双光频梳实现等微型光频梳和片上光谱系统集成等关键技术和解决方案,并分析了片上光频梳光谱测量系统的发展和应用前景。
- 出版日期2021
