光學頻率梳是繼超短脈沖激光問世之后激光技術領域的又一重大突破。光學頻率梳由“鎖模激光器”產生，是一種超短脈沖（飛秒1e－15s量級）的新型激光光源。飛秒激光脈沖是通過鎖定飛秒激光器內所有能夠振蕩的激光縱模的相位而形成的周期性脈沖。如果對飛秒激光脈沖的重復頻率和載波包絡頻移進行精密控制，根據(jù)傅里葉變換，在頻域上即為分布均勻、位置固定且光譜范圍極寬的一系列梳狀譜線，則為“光學頻率梳”，其可以作為參考來測量未知頻率或將激光穩(wěn)定到特定頻率，而其在時域上則表現(xiàn)為重復頻率穩(wěn)定的飛秒脈沖激光。
飛秒光學頻率梳的出現(xiàn)得益于飛秒鎖模激光、非線性光學、時間頻率基準和激光穩(wěn)頻技術等領域的發(fā)展，是超快光學與精密光譜學結合的產物。人們最初研究飛秒光學頻率梳的目的是要對光波頻率進行直接精密計量，在此之前諧波光頻鏈承擔了從微波頻率向光頻的過渡工作，但是其系統(tǒng)過于復雜且測量的光頻數(shù)量十分有限。而飛秒光學頻率梳實現(xiàn)了微波頻標與光學頻率的直接連接，可實現(xiàn)從兆赫茲到太赫茲的直接頻率傳遞，為下一代時間頻率基準的建立和頻率傳遞等方面的研究奠定了基礎。同時，由于飛秒光學頻率梳*的時域和頻域特性，使其在激光頻率計量、光鐘、頻率標準傳遞、距離測量和精密光譜等方面有著更大的優(yōu)勢和應用前景。此外，由于光學頻率梳在頻域上的一系列整齊的光譜譜線，使其可作為光譜分析的天然“刻線”，而且各“刻線”間的寬度很窄細，故擁有較高的光譜分辨率。而基于飛秒光學頻率梳發(fā)展起來的，有別于傳統(tǒng)的傅里葉變換光譜儀的雙光梳光譜儀，在中紅外光梳高分辨氣體光譜分析中發(fā)揮著重要作用。
