頻率梳技術(shù)在過去二十年間完成了從實(shí)驗(yàn)室奇跡到工程工具的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)鎖模飛秒激光器雖然性能夠用，但體積大、成本高、對(duì)振動(dòng)敏感，長期運(yùn)行需要專業(yè)人員維護(hù)。而基于芯片級(jí)微腔的耗散克爾孤子（DKS）頻率梳，過去十年主要停留在基礎(chǔ)研究階段——原因很簡(jiǎn)單：?jiǎn)?dòng)和維持單孤子態(tài)并不容易，對(duì)泵浦激光的功率和頻率控制要求苛刻。

Deeplight新近推出的DLT?DKS?TK?1550微梳整機(jī)系統(tǒng)，試圖將這個(gè)問題封裝在一個(gè)19英寸機(jī)架式模塊里，實(shí)現(xiàn)“即插即用"的操作體驗(yàn)。北京泰坤工業(yè)設(shè)備有限公司將該產(chǎn)品引入國內(nèi)市場(chǎng)，以下從技術(shù)邏輯和應(yīng)用價(jià)值兩個(gè)角度分析。

氮化硅微腔，DKS頻率梳的物理基礎(chǔ)

光頻梳的核心是等間距的頻率線。Deeplight的方案采用氮化硅（Si?N?）超低損耗微諧振腔，利用四波混頻和孤子鎖模效應(yīng)產(chǎn)生耗散克爾孤子。氮化硅波導(dǎo)的優(yōu)勢(shì)在于：傳播損耗低（可低于0.1 dB/m），克爾非線性強(qiáng)，且與CMOS工藝兼容，適合大規(guī)模制造。

當(dāng)連續(xù)泵浦光耦合進(jìn)入微腔且失諧量合適時(shí)，腔內(nèi)光場(chǎng)會(huì)自發(fā)形成時(shí)間局域的孤子脈沖，對(duì)應(yīng)頻域上的等間距梳齒。每個(gè)梳齒的間距由微腔的自由光譜范圍（FSR）決定。Deeplight系統(tǒng)的FSR可選范圍極寬——從10 GHz到1000 GHz，變化小于0.75%。低FSR（如10 GHz）適合高分辨率光譜測(cè)量，高FSR（如1 THz）則適合大帶寬通信或超快測(cè)距。

整機(jī)設(shè)計(jì)：把復(fù)雜物理封裝成用戶接口

傳統(tǒng)DKS實(shí)驗(yàn)裝置包括：可調(diào)諧泵浦激光器、偏振控制器、微腔芯片、溫控模塊、以及用于孤子鎖定和監(jiān)測(cè)的光電反饋回路。光是調(diào)試出單孤子態(tài)就可能耗費(fèi)數(shù)小時(shí)，且對(duì)溫漂和振動(dòng)敏感。Deeplight的整機(jī)方案將所有這些組件集成到一個(gè)19英寸機(jī)架式機(jī)箱內(nèi)，通過USB連接外部計(jì)算機(jī)，運(yùn)行預(yù)定義的啟動(dòng)序列，自動(dòng)完成泵浦激光頻率掃描、孤子產(chǎn)生與鎖定、以及運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

用戶無需理解孤子動(dòng)力學(xué)細(xì)節(jié)，只需上電、連接光纖輸出，即可獲得穩(wěn)定的光頻梳。這一“交鑰匙"設(shè)計(jì)顯著降低了微梳技術(shù)的使用門檻。

關(guān)鍵性能指標(biāo)解讀

根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)，典型性能如下：

• 中心波長：1550 nm（1550.05 nm范圍內(nèi)）

• 3 dB帶寬：大于10 nm。按1550 nm中心波長換算，約1.25 THz的光譜覆蓋范圍，對(duì)應(yīng)約125個(gè)梳齒（假設(shè)FSR=10 GHz），若FSR更大則梳齒數(shù)量減少但單線功率更高。

• 梳齒本征線寬：10 kHz（洛倫茲型）。對(duì)于大多數(shù)通信和光譜應(yīng)用，10 kHz的線寬是足夠的，且遠(yuǎn)小于梳齒間距（最小10 GHz），相鄰梳齒間無串?dāng)_。

• 單線功率：-5 dBm（約0.32 mW）。這個(gè)數(shù)值相當(dāng)亮眼——很多微梳系統(tǒng)的單線功率在-20 dBm以下，需要額外放大才能使用。Deeplight的-5 dBm意味著可以直接驅(qū)動(dòng)調(diào)制器或進(jìn)入光纖鏈路。

• 光學(xué)信噪比（OSNR）：大于35 dB（0.1 nm分辨率帶寬下）。干凈的信噪比保障了接收端檢測(cè)質(zhì)量。

應(yīng)用場(chǎng)景

光通信。波分復(fù)用系統(tǒng)需要多個(gè)波長間隔精準(zhǔn)的光載波。DKS頻率梳天然提供等間隔的梳齒，可作為多波長光源，替代多個(gè)獨(dú)立激光器。10 GHz–1 THz的可選FSR覆蓋了從DWDM到超信道聚合的不同需求。

微波光子學(xué)。將光頻梳的低相位噪聲特性轉(zhuǎn)移到微波頻段，可產(chǎn)生高純度的微波信號(hào)，用于雷達(dá)、電子戰(zhàn)和通信系統(tǒng)。

精密光譜學(xué)。10 kHz的梳齒線寬配合寬光譜覆蓋，可同時(shí)掃描多個(gè)分子吸收峰，提高檢測(cè)效率。

超快測(cè)距與量子計(jì)算。寬光譜范圍支持大模糊距離測(cè)距，或作為量子光源的一部分。

北美合作與全球供應(yīng)

值得注意的是，Deeplight已與Menlo Systems達(dá)成合作，由后者在北美地區(qū)提供該微梳系統(tǒng)的銷售和支持。Menlo Systems本身就是頂級(jí)的光頻梳和超快激光供應(yīng)商，這一合作側(cè)面印證了Deeplight微梳產(chǎn)品的技術(shù)成熟度。

對(duì)于中國市場(chǎng)，北京泰坤工業(yè)設(shè)備有限公司作為Deeplight的授權(quán)代理，可提供DLT?DKS?TK?1550的詳細(xì)技術(shù)規(guī)格、樣機(jī)演示及采購咨詢。