光学标尺的新设计可能会革新钟表望远镜等

正如可以使用具有数百个刻度线的量尺来高精度地测量距离一样，一种被称为激光频率梳的设备具有数百个均匀间隔且清晰定义的频率，可以用来测量光波的颜色。非常精确。

这些梳子的微型版本小得足以装在芯片上，因此得名，因为它们的一组均匀间隔的频率类似于梳子的齿，从而使新一代原子钟成为可能，从而大大增加了通过的信号数量光纤，以及在星光下辨别微小频率变化的能力，这暗示着看不见的行星的存在。这些基于芯片的“微梳”的最新版本是由美国国家标准技术研究院(NIST)和加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)的研究人员创建的，有望通过改进和改进测量时间和频率测量扩展这些微型设备的功能。

在这些频率微梳的核心处有一个光学微谐振器，这是一个围绕人发宽度的环形装置，来自外部激光的光在其中绕行数千次，直到形成高强度。通常由玻璃或氮化硅制成的微梳通常需要用于外部激光的放大器，这会使梳子复杂，麻烦且生产成本高。

NIST的科学家及其UCSB合作者已经证明，由半导体铝砷化镓制成的微梳具有两个必不可少的特性，这使它们特别有希望。新的梳子以低功率工作，因此不需要放大器，并且可以操纵它们以产生非常稳定的一组频率-正是使用微芯片梳子作为灵敏工具来以极高的精度测量频率所需要的。(这项研究是NIST芯片计划的一部分。)

NIST科学家Gregory Moille说，新开发的微梳技术可以帮助工程师和科学家在实验室外进行精确的光频率测量。另外，可以通过类似于已经用于制造微电子技术的纳米制造技术来大量生产微梳。

UCSB的研究人员领导了早期的工作，研究了由砷化铝镓构成的微谐振器。由这些微谐振器制成的频率梳仅需要由其他材料制成的设备的功率的一百分之一。但是，科学家们无法证明其关键特性-由这种半导体制成的微谐振器可以产生一组离散的，不变的或高度稳定的频率。

NIST团队通过将微谐振器放置在定制的低温设备中来解决该问题，该设备使研究人员能够在比绝对零值低4度的温度下探测该设备。低温实验表明，激光产生的热量与微谐振器中循环的光之间的相互作用是阻止设备产生成功运行所需的高度稳定频率的唯一且唯一的障碍。

在低温下，研究小组证明了它可以达到所谓的孤子状态-在这种状态下，不会改变形状，频率或速度的单个光脉冲在微谐振器内循环。研究人员在六月出版的《激光与光子学评论》中描述了他们的工作。

对于这样的孤子，频率梳的所有齿彼此同相，因此它们可用作尺子，以测量光学时钟，频率合成或基于激光的距离测量中使用的频率。

尽管一些最近开发的低温系统足够小，可以在实验室外与新的微梳一起使用，但最终目标是在室温下操作该设备。新发现表明，科学家将不得不淬火或完全避免过度加热以达到室温运行。

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