CN103794980B - 用高功率光纤光学频率梳测量光频率的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用高功率光纤光学频率梳测量光频率的方法及其装置，该方法采用锁模脉冲激光器作为光学频率梳种子源搭建高功率光纤光学频率梳，并将所述光学频率梳的载波包络相位信号锁定在零频；将此光学频率梳的输出光与待测连续激光进行拍频，通过外部加载的调制信号微调光学频率梳种子源脉冲的重复频率，获得多组对应于不同重复频率的拍频信号，从而实现所述待测连续激光频率的精确测量。本发明的优点是，装置结构稳定，测量过程简单，应用灵活。

Description

用高功率光纤光学频率梳测量光频率的方法及其装置

技术领域

本发明属于激光科学与技术领域，具体涉及一种用高功率光纤光学频率梳测量光频率的方法及其装置。

背景技术

科学技术的发展需建立在精密实验测量的基础之上，光频率作为测量基准值,决定着其它许多物理量的准确度及定义。光学频率的精确测量意味着计量准确度的提高，不仅为许多基本物理常数的测定提供了更精密的时频基准，而且有利于发展更精确计时的以微波量子频标为核心的原子钟，提高全球定位系统的精度，构建信息高速公路。在信息科技日益发达的今天，高准确度频标的研究是关系经济发展、科技创新和国家安全的重要内容。

由于光频率在10¹⁴Hz量级，较之微波频标高出了5个数量级，目前不存在直接响应这一频段的光电探测器，故光频率的精确测量一直是科学工作者密切关注的课题。传统的基于谐波光频链与光频间隔内分( OFID) 频率链的光频绝对测量方法，由于对参考频率源的要求较高，结构复杂，难以实现光频率高效、稳定的测量，同时，整个测量系统不方便维护，造价高。近几年，飞秒光学频率梳的发展为光频率的测量提供了有力工具，通常将光梳的输出光与待测单频激光进行拍频，间接计算出激光频率。但是，现有的光梳拍频方法要求光梳种子源工作在几百MHz甚至GHz的高重复频率，高重复频率光梳对器件要求高，系统稳定性受限，测量精度受限；其次，现有的光梳拍频方法没有测量出激光的绝对频率，直接读出光频需要二个光梳，或是配合使用波长计等测量仪器进行计算，这些无疑都为整个测量过程增添了不便因素。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用高功率光纤光学频率梳测量光频率的方法及其装置，该方法通过采用锁模激光器作为光学频率梳种子源向外输出光梳脉冲序列，并通过连接光学频率梳控制模块以构建一台高功率光纤光学频率梳，将其载波包络相位漂移信号锁定在零频不变，并实现对光梳脉冲序列重复频率的锁定与调谐；用该光学频率梳的输出光与待测的单频连续激光拍频，通过外部加载的调制信号微调光学频率梳种子源脉冲的重复频率，可获得多组对应于不同重复频率的拍频信号，从而用一台光学频率梳即可精确测量出待测的单频连续激光的频率。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种用高功率光纤光学频率梳测量光频率的方法，其特征在于所述方法采用锁模脉冲激光器作为光学频率梳种子源搭建高功率光纤光学频率梳，并将所述光学频率梳的载波包络相位信号锁定在零频；将此光学频率梳的输出光与待测连续激光进行拍频，通过外部加载的调制信号微调光学频率梳种子源脉冲的重复频率，获得多组对应于不同重复频率的拍频信号，从而实现所述待测连续激光频率的精确测量。

包括如下步骤：

所述光学频率梳种子源的输出功率经激光功率放大模块放大后向光学频率梳控制模块提供光梳脉冲序列；

所述光学频率梳控制模块中的重复频率f_r探测子模块将光梳脉冲序列中探测到的重复频率f_r锁定到标准信号上，并将误差信号反馈至所述光学频率梳种子源内的压电陶瓷晶体；同时所述光学频率梳控制模块中的载波包络相位漂移频率f₀探测子模块将光梳脉冲序列中探测到的载波包络相位漂移频率f₀作为声光频移器的驱动信号，并将光梳脉冲序列作为所述声光频移器的输入信号，即f_in=mf_r+f₀,利用所述声光频移器中的声光频移晶体的一级衍射光作为输出光，把所述载波包络相位漂移频率f₀抵消掉，以将光梳脉冲序列锁定在零频上输出，即光梳脉冲序列的频率为f_comb=mf_r；

通过所述光学频率梳控制模块输出的光梳脉冲序列经过光梳频谱展宽模块，获得从紫外到红外的宽输出频带，并与待测连续激光光源模块输出的所述待测连续激光一起入射到光学合束模块，经合束后共同传播至拍频探测模块中；

之后通过所述拍频探测模块中的光学滤波装置将所述光梳频谱展宽模块输出光谱中与所述待测连续激光波段相同的部分选取出来，并经其内的透镜聚焦至相应波段的信号探测器上进行拍频信号f_beat的探测，即所述待测连续激光的频率可表示为f_l=mf_r±f_beat，其中所述重复频率f_r和拍频信号f_beat的值可直接读取；通过外部信号加载模块给所述光学频率梳种子源上的压电陶瓷晶体加载锯齿信号，从而微调所述光学频率梳种子源的激光腔的腔长获得新的重复频率f_rˊ和相对应的新的拍频信号f_beatˊ；确定所述待测连续激光的频率f_l=mf_r±f_beat中的正负号，若该式中为正号，则此时f_l=mf_r+f_beat=mf_rˊ+ f_beatˊ,可求得，最终可得所述待测连续激光频率为；若该式中为负号，则此时f_l=mf_r-f_beat=mf_rˊ- f_beatˊ,可求得，最终可得所述待测连续激光频率为。

所述待测连续激光的频率f_l=mf_r±f_beat中的正负号是通过如下步骤确定的：通过所述外部信号加载模块给所述光学频率梳种子源上的压电陶瓷晶体加载锯齿信号，从而微调所述激光腔的腔长，若当重复频率f_r增大的时候拍频信号f_beat的值减小，当重复频率f_r减小的时候拍频信号f_beat的值增大，则该式中为正号；若当重复频率f_r增大的时候拍频信号f_beat的值增大，当重复频率f_r减小的时候拍频信号f_beat的值减小，则该式中为负号。

一种用高功率光纤光学频率梳测量光频率的装置，其特征在于所述装置包括依次连接的光学频率梳种子源、激光功率放大模块、光学频率梳控制模块、光梳频谱展宽模块、光学合束模块、拍频探测模块以及信号读取模块，其中在所述光学频率梳种子源上设置有外部信号加载模块，所述光学合束模块上还连接有待测连续激光光源模块；所述光学频率梳控制模块由重复频率f_r探测子模块、载波包络相位漂移频率f₀探测子模块以及声光频移器组成，其中所述的重复频率f_r探测子模块与所述光学频率梳种子源反馈连接，所述的载波包络相位漂移频率f₀探测子模块与所述声光移频器连接；所述激光功率放大模块分别连接所述重复频率f_r探测子模块和载波包络相位漂移频率f₀探测子模块，所述声光频移器连接所述光梳频谱展宽模块。

所述光学频率梳种子源是被动式锁模激光器或主动式锁模激光器，所述激光器的激光腔中设置有压电陶瓷晶体，所述压电陶瓷晶体与所述外部信号加载模块连接，以控制所述激光腔的腔长。

所述光学合束模块为空间半透半反镜或光纤耦合器。

所述拍频探测模块包括光学滤波装置和信号探测器。

所述信号读取模块为快速傅里叶变换频谱分析仪，或为由电学滤波与数据采集卡组成的电学快速读取器件。

本发明的优点是，

1）高功率光学频率梳的每根梳齿能量高，可以在光学频率梳种子源脉冲具有较低重复频率的情况下完成对光频的测量，避免振荡级重复频率在几十MHz至GHz的复杂调整；

2）通过声光频移晶体的频率偏移特性，将光学频率梳的载波包络相位锁定在零频，这不仅有利于光梳自身对载波包络相位漂移频率的控制，同时有效抑制了当光学频率梳种子源重复频率改变时，载波包络相位信号抖动增强的现象，大大减少了光频率测量中，由光梳载波包络相位漂移而引入的附加噪声，提高光频率的测量精度；

3）该方法在保证光梳载波包络相位信号不变的基础上，利用基于锁相环技术的伺服反馈系统，采用多阶环路相结合的方式将光梳的重复频率锁定在外部铷原子钟上，实现光梳快漂的实时锁定，锁定后的重复频率抖动量在mHz量级；通过微调光学频率梳种子源腔长，只使用一台光学频率梳读取两组f_r与f_beat的数值，即可求得待测单频激光的频率，测量方法快捷，装置简单；

4）光学频率梳种子源内的激光振荡器采用光纤结构，相比固体激光器其具有体积小、抗干扰性好、可集成化程度高等优势，并利于调谐重复频率，得到不同重复频率的光纤光学频率梳，方便实现不同重复频率的光学频率梳的拍频；

5）采用全光纤机构的激光功率放大模块，其结构紧凑，斜率效率高，输出光斑质量好；

6）测量系统对待测连续的发生源没有苛刻要求，可完成如块状固体激光器、外腔式半导体激光器与光纤激光器等多种工作原理的单纵模激光器频率的测量，可应用范围广泛；

7）高功率光学频率梳的输出脉冲具有较高的单脉冲能量，有利于实现光梳的频域拓宽，可以将光梳的输出光频带拓展至覆盖紫外、可见与红外的较宽范围，从而实现各个波段的连续激光频率的测量；其中光梳光频拓展至中红外至远红外波段，实现中远红外波段的光学频率测量，在天文观测、分子光谱等方面有着重要应用。

附图说明

图1为本发明实施例一中装置结构示意图；

图2为本发明实施例二中光学频率梳测量657nm外腔式半导体激光器输出频率示意图；

图3为本发明实施例三中光学频率梳测量1064nm光纤激光器输出频率示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-3，图中标记1-17和21-35分别为：光学频率梳种子源1、光纤功率放大器2、光梳脉冲f_r与f₀探测模块3、声光频移器4、金镜5、光子晶体光纤6、657nm连续激光输出模块7、可见光波段空间隔离器8、657nm波段空间波片9、透镜组10、可见光波段半透半反镜11、可见光波段反射式光栅12、小孔光阑13、汇聚透镜14、雪崩光电探测器15、傅里叶变换分析仪16、锯齿波信号发生器17；光学频率梳种子源21、光纤功率放大器22、光梳脉冲f_r与f₀探测模块23、声光频移器24、光纤准直器25、光子晶体光纤26、1064nm连续激光输出模块27、1064nm光纤隔离器28、光纤偏振控制器29、1064nm波段光纤耦合器30、1064nm波段光纤窄带滤波器31、光纤准直器32、雪崩光电探测器33、傅里叶变换分析仪34、锯齿波信号发生器35；

其中LD代表半导体激光器、PZT代表压电陶瓷晶体。

实施例一：如图1所示，本实施例具体涉及一种用高功率光纤光学频率梳测量光频率的方法及其装置，即测量图1中所示待测连续激光光源模块中所输出的激光频率，该装置包括从头至尾依次设置的光学频率梳、光梳频谱展宽模块、光学合束模块、拍频探测模块以及信号读取模块，其中光学频率梳由光学频率梳种子源、激光功率放大模块、光学频率梳控制模块组成，其内的光学频率梳控制模块与光学频率梳种子源之间具有反馈连接关系；在光学频率梳种子源上还设置有外部信号加载模块，并在光学合束模块处还设置有待测连续激光光源模块。

如图1所示，光学频率梳种子源是可以提供稳定脉冲序列的锁模激光振荡器，可以为不同原理搭建的多种类型的被动式锁模激光器或主动式锁模激光器。激光器中的激光腔内加入长度可调整的伸缩器，该伸缩器一般采用压电陶瓷晶体（PZT），并与外部信号加载模块相连接，通过压电陶瓷的电致伸缩效应来实现激光器腔长的调节与锁定。

如图1所示，激光功率放大模块采用全光纤放大器结构，泵浦方式可以选择正向泵浦或反向泵浦，根据系统对激光偏振态与功率强度的需求设计增益光纤种类与放大级次，可以至少将光学频率梳种子源的输出功率放大2-3个数量级。

如图1所示，光学频率梳控制模块包括光梳脉冲序列重复频率（f_r）与载波包络相位漂移频率（f₀）的探测控制系统以及声光频移器（AOFS），其中光梳脉冲序列重复频率（f_r）与载波包络相位漂移频率（f₀）的探测控制系统是由重复频率f_r探测子模块以及载波包络相位漂移频率f₀探测子模块构成的。

如图1所示，光梳频谱展宽模块一般为蜂窝状周期性结构的光子晶体光纤，其非线性程度高，可根据其零色散点的位置为不同波段的光梳脉冲提供不同的色散量，使光梳的输出频谱拓展到较宽波段。

如图1所示，待测连续激光光源模块为单纵模连续激光的发生源，其可以为多种连续激光光源，输出波长在紫外、可见或红外的宽波段范围，输出功率一般要求在毫瓦量级以上。

如图1所示，光学合束模块为相应波段的空间半透半反镜或光纤耦合器，实现光学频率梳的输出光与待测连续激光的合束。

如图1所示，拍频探测模块包括将待测激光提取出来的光学滤波装置与信号探测器，光学滤波装置为由反射式光栅与小孔光阑组成或为相应波段的光纤滤波器，信号探测器为雪崩光电探测器；通过使用光学滤波装置将进行拍频的两路激光提取出来，由透镜聚焦至相应波段的信号探测器，进行拍频信号的探测。

如图1所示，信号读取模块一般为快速傅里叶变换频谱分析仪或由电学滤波与数据采集卡组成的电学快速读取器件，合理选取测量仪器的带宽与分辨率，可读取拍频信号的频率从而求得待测激光频率。

如图1所示，外部信号加载模块一般为电子信号发生器，其发射的锯齿波信号驱动安装于光学频率梳种子源激光腔中的伸缩器内（即压电陶瓷晶体），达到微调种子源重复频率的目的。

如图1所示，该采用高功率光纤光学频率梳测量光频率的方法如下所示：

光学频率梳工作，其内的光学频率梳种子源的输出功率经激光功率放大模块放大后向光学频率梳控制模块提供光梳脉冲序列；光学频率梳控制模块中的重复频率f_r探测子模块将光梳脉冲序列中探测到的重复频率f_r锁定到标准信号上，并将误差信号反馈至光学频率梳种子源内的伸缩器上（压电陶瓷晶体）；同时光学频率梳控制模块中的载波包络相位漂移频率f₀探测子模块将光梳脉冲序列中探测到的载波包络相位漂移频率f₀作为声光频移器的驱动信号，并将光梳脉冲序列作为所述声光频移器的输入信号，即f_in=mf_r+f₀,利用声光频移晶体的一级衍射光作为输出光，把所述载波包络相位漂移频率f₀抵消掉，以将光梳脉冲序列锁定在零频上输出，即光梳脉冲序列的频率为f_comb=mf_r；

由光学频率梳控制模块精密锁定的光学频率梳的输出光经过光梳频谱展宽模块，获得从紫外到红外的宽输出频带，并与待测连续激光光源模块输出的待测连续激光一起入射到光学合束模块，经合束后保证两路光场的高度叠加，同向共同传播至拍频探测模块中；

之后通过拍频探测模块中的光学滤波装置将光学频率梳输出光谱中与待测连续激光波段相同的部分选取出来，滤去干扰光，并经其内的透镜聚焦至相应波段的信号探测器上，由于光学频率梳输出光谱与待测连续激光频率相同的成分会与连续光波自发相干成拍，故信号探测器可探测到两者在频率谱上的拍频信号f_beat，即待测连续激光的频率可表示为f_l=mf_r±f_beat，其中重复频率f_r和拍频信号f_beat可直接读取；通过外部信号加载模块给光学频率梳种子源上的激光腔伸缩器（压电陶瓷晶体）加载锯齿信号，从而微调激光腔的腔长获得新的重复频率f_rˊ和相对应的新的拍频信号f_beatˊ；确定待测连续激光的频率f_l=mf_r±f_beat中的正负号，若当重复频率f_r增大的时候拍频信号f_beat的值减小，当重复频率f_r减小的时候拍频信号f_beat的值增大，则该式中为正号；若当重复频率f_r增大的时候拍频信号f_beat的值增大，当重复频率f_r减小的时候拍频信号f_beat的值减小，则该式中为负号。

假设该式中为正号，则此时f_l=mf_r+f_beat=mf_rˊ+ f_beatˊ,可求得，最终可得待测连续激光频率为。

测量过程中，只要能够在两个不同时刻分别读取重复频率和拍频信号线宽，获得两组f_r与相对应的f_beat值，即可满足计算m值的条件，从而通过一台光学频率梳即可精确测量激光频率。

实施例二：如图2所示为采用偏振旋转锁模式光纤激光器作为光学频率梳种子源，657nm外腔式半导体激光器的输出光作为待测激光，实现用高功率光学频率梳测量其光频率的示意图。

（1）光学频率梳种子源1采用半空间半光纤结构，用980nm半导体激光器LD作为泵浦源，单模的掺镱光纤作为增益介质，腔内空间隔离器保证激光的单向运转，压电陶瓷晶体PZT装置于腔内高反镜上；调整腔内的空间波片，使激光器达到稳定锁模状态；

（2）激光功率放大器2采用两级放大结构，预放大器增益光纤为掺镱单模光纤，采用同向泵浦的方式，噪声指数较小，脉冲信噪比更高；主放大器的增益光纤为大模场光子晶体光纤，采用反向泵浦的方式，可获得更高的泵浦效率；

（3）光梳脉冲f_r与f₀探测模块3中探测到的重复频率信号通过电子锁相环系统，锁定在铷钟控制的标准信号上,记录为f_r，光梳脉冲f_r与f₀探测模块3中探测到的载波包络相位信号输送给声光频移器4，通过声光移频晶体的频率转化特性，将光梳的载波包络相位锁定在零频上；经金镜5输出至光子晶体光纤6；

（4）根据测量要求，选用零色散点在750nm附件的光子晶体光纤6对光梳脉冲进行频域展宽，合理控制输入光子晶体光纤6前脉冲序列的功率、偏振态与脉冲宽度，使光子晶体光纤6达到最佳的频域展宽效果，并在657nm波段具有较强的输出光；

（5）精确调整657nm连续激光输出模块7中激光器的外腔反射镜与光栅的俯仰角度、激光器的泵浦电流与PZT快速调节旋钮，使激光器产生稳定的单纵模连续激光输出；控制外界湿度、温度与机械抖动，确保激光器有效运转；

（6）为防止输出连续激光中的回返光影响激光腔的正常运转，在657nm连续激光输出模块7的输出端使用可见光波段空间隔离器8，其透过率在70%以上；

（7）使用657nm波段空间波片9调整输出的连续激光的偏振态，以获得最佳信噪比的拍频信号；为适应不同应用场合下光斑尺寸的要求，获得更优异的光束质量，将657nm连续激光输出模块7的输出光输入到透镜组10构成的空间整形模块，实现测量装置中所有光斑大小的统一；

（5）通过可见光半透半反镜11调整光学频率梳输出激光与连续激光的空间光路分布，使通过可见光半透半反镜11输出的两路激光在空间上完全重合；重合后的两路激光一同入射到可见光波段反射式光栅12上，其后配合使用小孔光阑13，将由可见光波段反射式光栅12分散开的各个光谱成分中的待测激光选取出来，杂散光滤除掉；

（6）选取出的激光通过汇聚透镜14进行光斑整形，入射到雪崩光电探测器15上进行信号探测；雪崩光电探测器15的输出信号输送至傅里叶变换分析仪17等频率域观测仪器，测量光梳与连续激光器的拍频信号；

（8）合理调整测量装置的各部分，优化傅里叶变换分析仪17上显示的拍频信号强度，获得具有最佳信噪比的拍频信号；调整测量仪器的测量范围与分辨率带宽，可精确测得拍频信号的频率值，记录为f_beat；

（9）通过锯齿波信号发生器17给光学频率梳种子源1内的压电陶瓷晶体PZT加载一个驱动信号，使其长度发生微变，获得一个新的光梳重复频率，记录为f_r ^‘，并在此基础上锁定光学频率梳，重复上述测量步骤，获得新的拍频信号值f_beat ^‘，根据前述的正负号判断方式，可计算出待测激光频率。

实施例三：如图3所示为采用光纤环形镜结构的激光器作为光学频率梳种子源，采用1064nm光纤激光器的输出光作为待测激光，实现用光学频率梳测量其频率的示意图。

（1）光学频率梳种子源21采用光纤环形镜式结构，用980nm半导体激光器LD作为泵浦源，单模的掺镱光纤作为增益介质；压电陶瓷晶体PZT缠绕于激光腔的单模光纤上；调整光纤偏振控制器，使半导体激光器LD达到稳定锁模状态；

（2）由于待测激光的波段与光学频率梳种子源21输出光波段相近，故光纤功率放大器22采用单级放大结构，光纤功率放大器22前使用1μm波段光纤隔离器防止回返光损坏光学器件，光纤功率放大器22增益光纤为掺镱高掺杂光纤，采用同向泵浦的方式；

（3）光梳脉冲f_r与f₀探测模块23中探测到的重复频率信号通过电子锁相环系统，锁定在铷钟控制的标准信号上,记录为f_r，光梳脉冲f_r与f₀探测模块23中探测到的载波包络相位信号输送给声光频移器24，通过声光频移晶体的频率转化特性，将光梳的载波包络相位锁定在零频上；

（4）为配合光纤激光器的使用，一般通过相应波段的光纤准直器25将光梳的空间输出光转化为光纤光，并根据测量要求，选用零色散点在890nm附件的光子晶体光纤26对光梳脉冲进行频域展宽，合理控制输入光子晶体光纤26前脉冲序列的功率、偏振态与脉冲宽度，使光子晶体光纤26达到最佳的频域展宽效果，并在1064nm波段具有较强的输出光；

（5）为防止输出连续激光中的回返光影响激光腔的正常运转，在1064nm连续激光输出模块27的输出端使用1064nm光纤隔离器28，其透过率在80%以上；

（6）使用光纤偏振控制器29调整输出的连续激光的偏振态，调整时注意力度不宜过大，光纤的弯曲半径不宜过小，防止光纤发生损坏；

（7）使用合适耦合比的1064nm波段光纤耦合器30将两路光耦合到一起，经耦合后的两路激光一同输入1064nm波段光纤窄带滤波器31，根据测量精度合理选择滤波器的通频带宽，一般要求带宽越窄越好；

（8）为达到较高的探测效率，可以将经过1064nm波段光纤窄带滤波器31选取出的待测激光通过光纤准直器32转化为空间光；选择焦距与雪崩光电探测器33匹配的汇聚透镜，将光斑整形，提高光束质量，使其便于雪崩光电探测器33进行信号探测；雪崩光电探测器33的输出信号输送至傅里叶变换分析仪34，合理调整整个测量装置中光梳脉冲的色散特性、连续激光的偏振态，稳固各个光纤器件，优化傅里叶变换分析仪34上显示的拍频信号强度，获得具有最佳信噪比的拍频信号；调整测量仪器的测量范围与分辨率带宽,可精确测得拍频信号的频率值，记录为f_beat。

（9）通过锯齿波信号发生器35给光学频率梳种子源21的压电陶瓷晶体PZT加载一个驱动信号，使其长度发生微变，获得一个新的光梳重复频率，记录为f_r ^‘，并在此基础上锁定光学频率梳，重复上述测量步骤，获得新的拍频信号值f_beat ^‘，根据前述的正负号判断方式，可计算出待测激光频率。

Claims (7)

1.一种用高功率光纤光学频率梳测量光频率的方法，其特征在于所述方法采用锁模脉冲激光器作为光学频率梳种子源搭建高功率光纤光学频率梳，并将所述光学频率梳的载波包络相位信号锁定在零频；将此光学频率梳的输出光与待测连续激光进行拍频，通过外部加载的调制信号微调光学频率梳种子源脉冲的重复频率，获得多组对应于不同重复频率的拍频信号，从而实现所述待测连续激光频率的精确测量；所述光学频率梳种子源的输出功率经激光功率放大模块放大后向光学频率梳控制模块提供光梳脉冲序列；所述光学频率梳控制模块中的重复频率f_r探测子模块将光梳脉冲序列中探测到的重复频率f_r锁定到标准信号上，并将误差信号反馈至所述光学频率梳种子源内的压电陶瓷晶体；同时所述光学频率梳控制模块中的载波包络相位漂移频率f₀探测子模块将光梳脉冲序列中探测到的载波包络相位漂移频率f₀作为声光频移器的驱动信号，并将光梳脉冲序列作为所述声光频移器的输入信号，即f_in=mf_r+f₀,利用所述声光频移器中的声光频移晶体的一级衍射光作为输出光，把所述载波包络相位漂移频率f₀抵消掉，以将光梳脉冲序列锁定在零频上输出，即光梳脉冲序列的频率为f_comb=mf_r。

2.根据权利要求1所述的一种用高功率光纤光学频率梳测量光频率的方法，其特征在于包括如下步骤：

通过所述光学频率梳控制模块输出的光梳脉冲序列经过光梳频谱展宽模块，获得从紫外到红外的宽输出频带，并与待测连续激光光源模块输出的所述待测连续激光一起入射到光学合束模块，经合束后共同传播至拍频探测模块中；

之后通过所述拍频探测模块中的光学滤波装置将所述光梳频谱展宽模块输出光谱中与所述待测连续激光波段相同的部分选取出来，并经其内的透镜聚焦至相应波段的信号探测器上进行拍频信号f_beat的探测，即所述待测连续激光的频率可表示为f_l=mf_r±f_beat，其中所述重复频率f_r和拍频信号f_beat的值可直接读取；通过外部信号加载模块给所述光学频率梳种子源上的压电陶瓷晶体加载锯齿信号，从而微调所述光学频率梳种子源的激光腔的腔长获得新的重复频率f_rˊ和相对应的新的拍频信号f_beatˊ；确定所述待测连续激光的频率f_l=mf_r±f_beat中的正负号，若该式中为正号，则此时f_l=mf_r+f_beat=mf_rˊ+ f_beatˊ,可求得，最终可得所述待测连续激光频率为；若该式中为负号，则此时f_l=mf_r-f_beat=mf_rˊ- f_beatˊ,可求得，最终可得所述待测连续激光频率为。

3.根据权利要求2所述的一种用高功率光纤光学频率梳测量光频率的方法，其特征在于所述待测连续激光的频率f_l=mf_r±f_beat中的正负号是通过如下步骤确定的：通过所述外部信号加载模块给所述光学频率梳种子源上的压电陶瓷晶体加载锯齿信号，从而微调所述激光腔的腔长，若当重复频率f_r增大的时候拍频信号f_beat的值减小，当重复频率f_r减小的时候拍频信号f_beat的值增大，则该式中为正号；若当重复频率f_r增大的时候拍频信号f_beat的值增大，当重复频率f_r减小的时候拍频信号f_beat的值减小，则该式中为负号。

4.一种实现权利要求1-3任一项所述方法的用高功率光纤光学频率梳测量光频率的装置，其特征在于所述装置包括依次连接的光学频率梳种子源、激光功率放大模块、光学频率梳控制模块、光梳频谱展宽模块、光学合束模块、拍频探测模块以及信号读取模块，其中在所述光学频率梳种子源上设置有外部信号加载模块，所述光学合束模块上还连接有待测连续激光光源模块；所述光学频率梳控制模块由重复频率f_r探测子模块、载波包络相位漂移频率f₀探测子模块以及声光频移器组成，其中所述的重复频率f_r探测子模块与所述光学频率梳种子源反馈连接，所述的载波包络相位漂移频率f₀探测子模块与所述声光移频器连接；所述激光功率放大模块分别连接所述重复频率f_r探测子模块和载波包络相位漂移频率f₀探测子模块，所述声光频移器连接所述光梳频谱展宽模块；所述光学频率梳种子源是被动式锁模激光器或主动式锁模激光器，所述激光器的激光腔中设置有压电陶瓷晶体，所述压电陶瓷晶体与所述外部信号加载模块连接，以控制所述激光腔的腔长。

5.根据权利要求4所述的一种用高功率光纤光学频率梳测量光频率的装置，其特征在于所述光学合束模块为空间半透半反镜或光纤耦合器。

6.根据权利要求4所述的一种用高功率光纤光学频率梳测量光频率的装置，其特征在于所述拍频探测模块包括光学滤波装置和信号探测器。

7.根据权利要求4所述的一种用高功率光纤光学频率梳测量光频率的装置，其特征在于所述信号读取模块为快速傅里叶变换频谱分析仪，或为由电学滤波与数据采集卡组成的电学快速读取器件。