飞秒激光光学频率梳在光频测量、光钟、阿秒产生、精密光谱学研究等方面有重要的应用。传统光学频率梳需要借助外部光子晶体光纤展宽光谱的技术将飞秒振荡器自身的光谱扩展到一个倍频程以上,从而实现载波包络相位漂移频率的测量,但是这种技术引入极大的功率损耗,并且增加了系统的不稳定性,本项目通过研制能直接输出接近一个光学倍频程光谱范围、脉宽为6fs的宽带飞秒钛宝石激光器,然后采用准周期结构的铌酸理晶体(PPLN)取代光子晶体光纤进行飞秒激光脉冲CEO频率的高对比度测量研究,得到了信噪比大于45dB的拍频信号,而且激光功率几乎没有损失。在此基础上结合高精度电子锁相环技术实现了飞秒脉冲CEO频率及重复频率的精密锁定,从而研制出重复频率为350MHz、平均输出功率大于300mW、光谱覆盖可见到中红外、相位锁定时长大于9小时的差频单块光梳。利用这套单块光梳系统,通过开展合作研究我们测量了729nm钙离子光钟的超稳激光频率,得到了测量不确定度为2.4×10-14的结果,是国际上同类测量的最好结果之一。
英文主题词Femtosecond laser, optical frequency comb, phase lock loop, optical frequency metrology