光學頻率梳是一種特殊的激光器，就像一把光的尺子。它們能快速準確地測量光的精確頻率，從不可見的紅外光和紫外光到可見的紅光、黃光、綠光和藍光。

這些獲得諾貝爾獎的設備填補了一項重要的技術空白。光學頻率梳使科學家能夠像測量無線電波一樣測量和控制光波。有了光頻梳，時鐘、計算機和通信等采用無線電和微波頻率的技術現在可以與振蕩頻率高出 10000 倍的光波無縫連接。

20 世紀 90 年代末，NIST 的科學家們開始研究更好的光學原子鐘，光頻梳就是其中的一部分。如今，NIST 的科學家已經站在了推動這些工具發展的最前沿，他們發現這些工具的用途已經不僅僅局限于計時。

通過簡單的測量，光頻梳改變了科學。那么，梳子能做什么呢?很多，而且可能性還在不斷擴大。

頻率梳的工作原理

頻率梳通過測量一列連續光脈沖的重復率來測量未知的光學頻率--這屬于較大的、易于測量的無線電頻率范圍。

光包含多種顏色，它們以波浪的形式傳播。從不可見的紅外光和紫外光到紅色、藍色或黃色的可見光，每種顏色的光都有相應的頻率，或者說每秒鐘經過一個固定點的波峰數。

無線電波和微波也以光速傳播，但它們的波峰相距更遠，因此現代電子設備可以輕松地對它們進行計數和跟蹤。

光學頻率梳會發出一連串非常短暫、間隔很近的光脈沖，其中包含一百萬種不同的顏色，從不透光的紅外光到可見光，直至紫外光譜。

由于采用了一種名為鎖模的技術，每個脈沖中的所有頻率都是相位啟動，彼此同步。結果就像梳子的齒，將每個頻率分離成一個明顯的尖峰--這也是該設備名稱的由來。這些梳齒的間距非常細，而且完全均勻，它們就像尺子上的刻度，可以極其精確地測量恒星、原子、其他激光器等發出的光。

審核編輯 黃宇