在时域上，光学频率梳是具有稳定时间间隔的激光脉冲序列；在频域上，光学频率梳是具有相等频率间隔的离散光谱序列。由于光学频率梳具有良好的时频域特性，其被广泛应用于光梳光谱，光梳成像和光钟研究。同时，光学频率梳的产生成为光学领域的重大研究热点之一。
为了满足各种科学与生产应用需求，光学频率梳的研究朝着小型化、宽光谱、窄脉宽、高功率等方向发展。光纤光学频率梳在集成化和功率拓展等方面具有巨大的优势，故其目前已经成为重要的光梳光源之一。目前，科学家采用大模场光纤啁啾脉冲放大技术，可以获得平均功率120W光纤光梳。但是，光纤啁啾脉冲放大过程中会伴随增益窄化、高阶色散以及受激拉曼散射等非线性效应，产生光谱窄化，脉冲分裂和光谱畸变等脉冲劣化现象。所以，高功率光纤光学频率梳都是窄光谱高噪声的激光脉冲序列。怎样在获得高功率的同时保证输出宽光谱成为光纤脉冲放大技术亟待突破的一大难点。
2014年，我们提出一种基于预啁啾管理的自相似脉冲光纤放大技术。结合进一步色散补偿，我们获得了38fs，80W，106nm的高功率宽波段超短脉冲(Opt. Express, 22(26), 32214)。2016年我们设计了一种基于棱镜和光栅的新型压缩器，其可以同时管理激光脉冲的二阶和三阶色散，可以大大降低脉冲自
相似演化中的噪声。基于新型棱栅压缩器，我们获得了33fs，93.5W, 105nm的超短脉冲序列(Opt. Express, 24(20), 10939)。在前期工作基础之上，我们研究高功率宽波段飞秒光学频率梳的产生。光学频率梳的产生需要锁定飞秒激光器的两个维度：重复频率和载波包络相位偏移频率。首先，通过棱栅自相似脉冲放大器，获得250MHz，42fs，109W，85nm的低噪声高功率超短脉冲序列；其次，通过构造准共线时f-2f系统实现了高功率飞秒脉冲的载波包络相位频率和重复频率的探测；最后，通过设计信号处理电路、反馈电路以及驱动电路，实现脉冲的重复频率和载波包络相位偏移频率同时锁定，产生低噪声高功率飞秒光学频率梳。整个系统采用铷钟作为参考源，锁定后的重复频率和载波包络相位偏移频率的均方差仅为1.32和0.94mHz，对应的艾伦方差均跟随铷钟精度。目前该项工作被发表在Appl. Phys.Lett.112,061106(2018)。
我们在109W输出功率下，同时获得86nm光谱带宽和42fs的脉冲宽度，并首次实现了时频域精密控制，实现了低噪声飞秒光学频率梳。高功率光纤飞秒频率梳为飞秒光学频率梳应用产生提供了良好的新光源，也为高功率飞秒光学频率的产生提供新思路。
图1 高功率低噪声宽波段飞秒光梳系统装置图。
图2（a）f-2f探测系统获得的载波包络相位偏移频率f0和重复频率fr；锁定的重复频率在1000s内频率抖动（b）及对应的艾伦方差曲线（c）；锁定的载波包络相位偏移频率在1000s内频率抖动（d）及对应的艾伦方差曲线（e）。
