从锁模激光器到芯片级光频梳：Deeplight的微梳整机方案

频率梳技术在过去二十年间完成了从实验室奇迹到工程工具的转变。传统锁模飞秒激光器虽然性能够用，但体积大、成本高、对振动敏感，长期运行需要专业人员维护。而基于芯片级微腔的耗散克尔孤子（DKS）频率梳，过去十年主要停留在基础研究阶段——原因很简单：启动和维持单孤子态并不容易，对泵浦激光的功率和频率控制要求苛刻。

Deeplight新近推出的DLT‑DKS‑TK‑1550微梳整机系统，试图将这个问题封装在一个19英寸机架式模块里，实现“即插即用"的操作体验。北京泰坤工业设备有限公司将该产品引入国内市场，以下从技术逻辑和应用价值两个角度分析。

氮化硅微腔，DKS频率梳的物理基础

光频梳的核心是等间距的频率线。Deeplight的方案采用氮化硅（Si₃N₄）超低损耗微谐振腔，利用四波混频和孤子锁模效应产生耗散克尔孤子。氮化硅波导的优势在于：传播损耗低（可低于0.1 dB/m），克尔非线性强，且与CMOS工艺兼容，适合大规模制造。

当连续泵浦光耦合进入微腔且失谐量合适时，腔内光场会自发形成时间局域的孤子脉冲，对应频域上的等间距梳齿。每个梳齿的间距由微腔的自由光谱范围（FSR）决定。Deeplight系统的FSR可选范围极宽——从10 GHz到1000 GHz，变化小于0.75%。低FSR（如10 GHz）适合高分辨率光谱测量，高FSR（如1 THz）则适合大带宽通信或超快测距。

整机设计：把复杂物理封装成用户接口

传统DKS实验装置包括：可调谐泵浦激光器、偏振控制器、微腔芯片、温控模块、以及用于孤子锁定和监测的光电反馈回路。光是调试出单孤子态就可能耗费数小时，且对温漂和振动敏感。Deeplight的整机方案将所有这些组件集成到一个19英寸机架式机箱内，通过USB连接外部计算机，运行预定义的启动序列，自动完成泵浦激光频率扫描、孤子产生与锁定、以及运行状态监测。

用户无需理解孤子动力学细节，只需上电、连接光纤输出，即可获得稳定的光频梳。这一“交钥匙"设计显著降低了微梳技术的使用门槛。

关键性能指标解读

根据数据手册，典型性能如下：

• 中心波长：1550 nm（1550.05 nm范围内）

• 3 dB带宽：大于10 nm。按1550 nm中心波长换算，约1.25 THz的光谱覆盖范围，对应约125个梳齿（假设FSR=10 GHz），若FSR更大则梳齿数量减少但单线功率更高。

• 梳齿本征线宽：10 kHz（洛伦兹型）。对于大多数通信和光谱应用，10 kHz的线宽是足够的，且远小于梳齿间距（最小10 GHz），相邻梳齿间无串扰。

• 单线功率：-5 dBm（约0.32 mW）。这个数值相当亮眼——很多微梳系统的单线功率在-20 dBm以下，需要额外放大才能使用。Deeplight的-5 dBm意味着可以直接驱动调制器或进入光纤链路。

• 光学信噪比（OSNR）：大于35 dB（0.1 nm分辨率带宽下）。干净的信噪比保障了接收端检测质量。

应用场景

光通信。波分复用系统需要多个波长间隔精准的光载波。DKS频率梳天然提供等间隔的梳齿，可作为多波长光源，替代多个独立激光器。10 GHz–1 THz的可选FSR覆盖了从DWDM到超信道聚合的不同需求。

微波光子学。将光频梳的低相位噪声特性转移到微波频段，可产生高纯度的微波信号，用于雷达、电子战和通信系统。

精密光谱学。10 kHz的梳齿线宽配合宽光谱覆盖，可同时扫描多个分子吸收峰，提高检测效率。

超快测距与量子计算。宽光谱范围支持大模糊距离测距，或作为量子光源的一部分。

北美合作与全球供应

值得注意的是，Deeplight已与Menlo Systems达成合作，由后者在北美地区提供该微梳系统的销售和支持。Menlo Systems本身就是顶级的光频梳和超快激光供应商，这一合作侧面印证了Deeplight微梳产品的技术成熟度。

对于中国市场，北京泰坤工业设备有限公司作为Deeplight的授权代理，可提供DLT‑DKS‑TK‑1550的详细技术规格、样机演示及采购咨询。