光频率梳（OFCs）是一组大量的锁相窄线宽连续波光源，在宽光谱范围内具有恒定的频率间隔。由于其齿状离散频谱、固有的锁模特性和频率基准的锁相控制而作为光频率标尺受到关注。基于这一概念，它们的应用至今已在光学频率计量领域中得到证实。OFCs的一个有趣的特性是光学和射率之间的相干链接。例如，当用光电二极管检测到OFC时，它的二次检测函数在不改变frep的情况下将OFC的模式间隔转换成RF区域中的拍频信号。RF拍频信号的使用简化了实验方法，因为通过使用各种RF测量装置可以使RF区域中的测量具有高精度，高功能性，便利性和低成本的优势。如果通过利用OFCs的新特性可以进一步扩展其应用，这将导致光学计量和仪器的新发展。近日，日本德岛大学和冈山大学的研究学者报道了基于光学和射频之间的相干链路的OFCs的光纤传感应用，使得能够基于射频（RF）区域中的频率测量进行高精度折射率测量。相关内容以《Refractive-index-sensing optical comb based on photonic radio-frequency conversion with intracavity multi-mode interference fiber sensor》为题，发表在《Optics Express》杂志上。

图1 实验工作原理 （a）多模干涉光纤传感器示意图 （b）从样本折射率系数变换到折射率系数依赖的频移

这种技术通过把腔内多模干涉光纤传感器和腔体光纤的波长色散组合起来（如图2的实验设置所示），将液体样品的折射率变化编码为OFC的重复频率。然后，通过基于频率标准测量RF区域中的重复频率来读出折射率的变化。使用OFC作为光子RF转换器，借助功能性光纤传感器和精确的RF测量技术，有助于开发出高精度光纤传感的新应用。

图2 实验设置

图3 （a）RF梳状模式的RF频谱在3000MHz的频率范围内。基频分量的RF频谱，频率尺度为（b）50MHz（c）0.07MHz（d）0.003MHz 49次谐波分量的RF频谱频率尺度为（e）50MHz（f）0.07MHz（g）0.003MHz

图4 折射率依赖的frep移位 （a）不同折射率系数样品frep信号的RF光谱，增加样本折射率系数会导致frep减少。（b）折射率系数与frep移动的关系

来源： Optics Express

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