电光频率梳及其应用研究
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1.华东师范大学 精密光谱科学与技术国家重点实验室;2.华东师范大学重庆研究院 精密光学重庆市重点实验室

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中图分类号:

O436

基金项目:

重庆市技术创新与应用发展专项


Electro-Optic Frequency Combs: Theory and Applications
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1.State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University;2.Chongqing Key Laboratory of Precision Optics, Chongqing Institute of East China Normal University

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    摘要:

    电光频率梳是通过电光调制产生的一类光学频率梳,具有频率间隔可调、梳齿功率高、相干性好等优势,能够实现微波与光波的直接互联,在光谱学、精密测距、光通信等领域展现出广泛应用。传统电光频率梳往往依赖体积大、功耗高的器件,限制了其实用化。随着薄膜铌酸锂、氮化硅等新型材料平台的发展,片上集成电光梳逐渐成为电光梳领域的研究热点。近年来,基于马赫–曾德调制器、相位调制器及微环谐振腔的集成电光梳在频谱平坦度、调制效率和带宽覆盖方面均取得了重要进展。本文综述了电光频率梳的产生机制与典型结构,讨论了基于不同材料平台的各类电光梳实现方式和性能特点,并总结了其在光谱学、测距及光通信等方面的应用前景。最后,对当前存在的瓶颈与未来的研究趋势进行了展望。

    Abstract:

    Electro-optic frequency combs (EOFCs), produced by electro-optic modulation, are optical frequency combs with tunable spacing, high comb-tooth power, and strong coherence. They bridge microwave and optical domains and find applications in spectroscopy, precision ranging, and optical communications. Conventional EOFCs depend on bulky, power-intensive devices, which hinder practical use. Advances in thin-film lithium niobate (TFLN) and silicon nitride (SiN) have driven the rise of chip-scale integrated EOFCs as a major research focus. Recent progress using Mach–Zehnder modulators, phase modulators, and microring resonators has improved spectral flatness, modulation efficiency, and bandwidth coverage. This paper reviews EOFC generation mechanisms and representative designs, compares implementations on different material platforms, and highlights prospects in spectroscopy, ranging, and communications. Finally, current challenges and future research directions are outlined.

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  • 收稿日期:2025-11-18
  • 最后修改日期:2026-01-18
  • 录用日期:2026-01-20
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