2005年诺贝尔物理学奖：精密频率测量技术

频率一直是电磁波最重要的参数之一，电磁波在根据频率由小到大分为了无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，X射线和г射线。每一个频段的电磁波的研究都对人类科技发展起着至关重要的作用，电磁波的频率所对应的时间也成为了人类计量的最新标准。20世纪60年代激光器横空出世，人类又可以获得频率分布很窄的可见光辐射（单色光），随美国霍尔（John L. Hall）和德国的汉施（T. W. Hansch）各自发明了“光梳”技术，从而可以精确测量激光频率。二人也因此获得2005年诺贝尔物理学奖。

光学频率梳技术与可见光频率测量

可见光频率测量方法最早是从铯Cs 原子精细能级跃迁频率开始（微ａ波），经过一系列保持相位锁定的微波谐波振荡器和特殊激光器，将被测光学频率与Cs 原子微波频率标准连接起来，从而实现对光学频率的绝对测量。然而这种测量方法由于激光器太多，激光间的相互转化积累误差太大，实用性极低，测量精度非常差。随着基于锁模飞秒脉冲激光的光频梳技术的出现，光学频率的直接测量成为了现实。光学频率梳技术即在时域内锁模飞秒脉冲激光器输出的一系列等间隔的超短脉冲，脉冲宽度为几到几十飞秒，重复频率为几百MHz到几GHz。在频率域内其光谱是由一系列规则等间隔光谱线组成的光梳，每个梳齿之间的间隔精确的等于飞秒激光器的重复频率。光梳技术实现了铯原子的微波频标与光学频率的直接连接。一台锁模飞秒脉冲激光器就实现了从近红外到可见光区域的所有光学频率的直接绝对测量。用铯Cs原子的微波频率与临近的光梳齿的频率拍频，从而求得光梳齿的频率基准，利用该基准加上若干个光梳齿间频率间隔，求出与待测光频率相邻的光梳齿的频率，再用两者拍频信号结果反向求出待测光频率，从而测得和Cs原子的微波频率几乎同样精度的激光频率。

霍尔和汉施二人因为在这个领域的开创性贡献二获得了2005年诺贝尔物理学奖。可以肯定的是，人类对电磁波频率精确测量的路还远远没有走完，更高频率（紫外线、X射线等等）电磁波的精确频率将在人类认识微观世界中发挥不可替代的作用，人类的计量标准也将一次次不断被刷新，一次次建立更为“高，精，尖”的科技领域。（来源：百度文库）

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