激光频率梳
在现代光学领域，激光器锁模技术是一项具有重要意义的关键技术。它为实现超短脉冲激光的产生提供了基础，广泛应用于材料科学、生物医学、通信等众多领域。
激光锁模是一种巧妙的技术，可以产生超短脉冲的光。标准连续波（CW）激光器发出恒定的输出光束，而锁模激光器会产生一系列超短脉冲，其持续时间可以达到飞秒量级（10-15秒）或皮秒（10-12秒）。这些特殊的时间尺度通过跨学科应用开启了超快科学和技术领域。
激光锁模的分类
锁模技术主要分为两大类：主动锁模和被动锁模。
主动锁模：需要周期性地调制激光器谐振腔的损耗或光程，通常通过声光调制器、电光调制器等有源器件实现。主动锁模产生的脉冲宽度通常在皮秒量级。主动锁模激光器的脉冲重复频率可以通过外部调制信号精确控制。
被动锁模：不依赖外部信号，而是利用激光器内部的非线性光学元件（如饱和吸收体）实现锁模。被动锁模可以产生更短的脉冲，达到飞秒量级。被动锁模技术中，常用的饱和吸收体包括染料盒、半导体可饱和吸收镜（SESAM）等。这些吸收体具有在强光下吸收率降低的特性，有助于形成超短脉冲。被动锁模激光器的稳定性和锁模的发生率可能低于主动锁模激光器。
激光锁模的基本原理
通过某种方式使激光器中振荡的多个纵模（即不同频率的激光模式）之间保持固定的相位关系，从而使这些模式相干地叠加在一起，形成超短的光脉冲。锁模激光器的输出脉冲宽度通常在皮秒到飞秒量级，峰值功率远高于平均功率。激光器锁模技术通过巧妙地控制和锁定纵模的位相，成功实现了超短脉冲激光的产生。激光锁模取决于在激光腔固有的纵模之间建立固定的相位关系或相干性。这种周期性的建设性干涉以短脉冲的形式产生强烈的光爆发。
激光锁模的基本理论
在激光腔中，两个向相反方向移动的光波的相互作用会产生驻波，形成一组称为纵向模式的离散频率。当模态间距为 Δν 时，这些模态可以根据它们的相位关系进行破坏性或建设性干扰。
（其中 c 是光速，L 是谐振器长度）
当同相时，相长干涉会导致超短脉冲的产生，即激光锁模，脉冲间隔由往返时间决定：
脉冲持续时间取决于在相位 （N） 中振荡的模式数量和每个脉冲的形状。表现出高斯时间形状的脉冲的最小脉冲持续时间 （Δt） 由下式给出：
其中 0.441 表示脉冲的“时间带宽积”，它因脉冲形状而异。对于超短脉冲激光器，通常考虑双曲正割平方 （sech²） 脉冲形状，产生时间带宽积 0.315。
产品说明
Octave Photonics的激光频率梳频测量模块(COSMO)，为测量载波包络偏移频率(fceo)的f-2f自参考锁定过程提供了一种紧凑且方便的解决方案。激光频率梳运用了非线性波导技术将频谱扩展到至少一个倍频区域，通过低频翻倍与高频进行重叠，从而精准测定fceo。同时，COSMO可以用极低的脉冲能量检测目标频率，从而实现更低的功耗或更高的重复频率。
产品特点：
· 输入波长：~1560 nm
· 输入脉冲能量：>200 pJ
· 输入：PM1550光纤
· 输出：SMA连接器
· 尺寸：~40x25x15 毫米
· CEO 信噪比：>35 dB
产品参数：
| 参数 | COSMO |
| 输入脉冲波长 | ~1560 nm |
| 最小脉冲能量（for CEO detection） | 150 pJ typical 200 pJ max. |
| 输入脉冲能量 | 1 nJ |
| 推荐输入脉冲持续时间 | <250 fs |
| 输入光纤 | PM1550 |
| 输入光学信号接口 | FC/APC |
| 输出电信号接口 | SMA |
| 模块尺寸 | 57x35x17 mm |
| 平均功率消耗 | 0.6 Watts (50 mA @12 V) |
| 工作温度 | 0 to 40 C |
| CEO峰值信号比 | >35 dB (300 kHz RBW) |
