图：图像中的两个环是微谐振器。较大的环是生成微梳的环。微腔是由一个光脉冲形成的——这里用红色尖峰表示，也被称为孤子——它在腔中永远再循环。关键的方面是，较小的环有助于将来自直波导的光耦合到较大的环中，如底部的橙色直线所示。换句话说，它表现为阻抗匹配，因此更有效地生成孤子。
微型梳子可以帮助我们发现太阳系外的行星，并追踪我们体内的新疾病。但目前的微型梳子效率低下，无法充分发挥其潜力。现在，瑞典Chalmers University of Technology的研究人员取得了世界第一，他们的解决方案使微型梳子的效率提高了10倍。他们的突破为太空和医疗保健领域的新发现开辟了道路，并为高性能激光器在一系列其他技术中的应用铺平了道路。
这项名为“超越孤子微梳的非线性转换效率”的研究发表在Nature Photonics上
激光频率梳可以以革命性的精度测量频率，被认为是自激光诞生以来该领域最具颠覆性的技术进步。
简单地说，一把梳子就像一把由光制成的尺子。其原理是基于激光发送的光子在一个小腔内循环，即所谓的微谐振器，在那里光被分成很宽的频率范围。这些频率精确地定位在彼此之间，就像尺子上的标记一样。这样，一种由数百甚至数千个频率组成的新型光源就可以被创造出来，就像激光一样齐声发射。
由于几乎所有的光学测量都与光频率有关，因此微梳有许多应用——从在太空中测量光年距离的信号以寻找系外行星的校准仪器，到通过我们呼出的空气来识别和跟踪我们的健康状况。
前所未有的效率
到目前为止，微型梳子的一个根本问题是它们的效率太弱，无法对社会产生更广泛的技术影响。激光和微梳之间的转换效率太弱，这意味着激光束中只有一小部分能量是可用的。但是现在，查尔默斯的一个研究小组已经成功地开发出一种方法，可以将微梳的激光束的效果提高十倍。
“我们已经开发出一种新方法，打破了以前被认为是光转换效率的基本限制。我们的方法将孤子微梳的激光功率提高了10倍，并将其效率从1%左右提高到50%以上，”Victor Torres Company说。
新方法使用了两个微谐振器，而不是一个。它们形成了一个独特的整体，其性质大于其各部分的总和。其中一个谐振器使来自激光器的光与另一个谐振器耦合;很像电子学中的阻抗匹配。
“新型微型梳子具有变革性潜力，因为它们使高性能激光技术可用于更多市场。例如，频率梳可用于自动驾驶的激光雷达模块，或用于GPS卫星和环境传感无人机，或用于数据中心以启用带宽密集型人工智能应用程序。”
该方法为高性能激光器开辟了全新的应用领域。该项目的研究人员最近为这项技术申请了专利。他们已经成立了Iloomina AB公司，这家公司将把这项技术推向更广阔的市场。
原标题：新方法使微梳的效率提高10倍
