由光学学会 信用:CC0公共领域 研究人员开发了一种新方法，使用单个激光腔来产生两个发射高功率飞秒脉冲的高功率光学频率梳
新的发展为便携式双梳光源的应用铺平了道路，如光谱学和精密距离测量
光学频率梳发出一系列颜色——或频率——它们的间隔就像梳子上的齿一样完美
脉冲重复率略有不同的两个这样的频率梳通常被组合以产生发射短脉冲流的双梳设置
瑞士苏黎世联邦理工学院的本杰明·威伦伯格将在10月13日至16日举行的2020年全虚拟OSA激光大会上展示这一新方法
演示将于美国东部时间10月16日星期五上午8:30举行
“我们的方法允许我们产生一对频率梳，它们的重复率有一个小的被动稳定的偏移，”威伦伯格说
“这既解决了双梳系统高度复杂的长期问题，又不影响激光器的性能
潜在的传感应用包括用于无损检测的时域光谱学、用于工业和环境监测的痕量气体检测以及用于机器视觉应用的激光测距
“组合梳子 从双梳激光器获得的脉冲序列对于极其灵敏和快速的光谱测量以及通过激光测距精确测量距离特别有用
然而，由于需要两个稳定的梳加上复杂的同步电子器件，这些测量仅限于实验室
在新的工作中，研究人员用一种更简单的被动稳定的光学方法取代了这些复杂的系统
为了实现双梳操作，他们使用了与双折射方解石晶体复用的单个激光腔，以允许在两种偏振状态下产生激光
研究人员首次将这种双折射晶体偏振复用技术与二极管泵浦固态激光晶体相结合
所使用的镱:氟化钙增益晶体由于其优异的热性能和宽的发射光谱而能够产生高功率飞秒脉冲
因为新的设计使用单个光腔产生了两个频率梳激光器，它能够开发更紧凑的双梳，在功率、波长、带宽和脉冲重复率方面提供灵活性
通过新的设置，研究人员在两个重复频率差为1千赫的1050纳米光束中获得了175飞秒持续时间和440毫瓦功率的脉冲
他们通过使用激光对半导体材料进行异步光学采样的低噪声测量，证明了重复率差异的稳定性
这包括使用超快脉冲来触发反应，以及使用第二个脉冲来测量诱发的变化
这项技术的下一步工作包括在一个坚固的便携式封装中开发原型系统，演示科学和工业应用，扩展到更高的功率和更高的重复率以实现更快的测量，以及建立商业提供激光的渠道
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