全球与中国光学频率梳市场现状及未来发展趋势

什么是光学频率梳？

光频梳是一种特殊的超短脉冲激光器，其类似于光的尺子，能够快速而准确地测量光的频率。

光学频率梳由“锁模激光器”产生，是一种超短脉冲激光。超短光脉冲的载波由单一频率的光构成，这种光会在光谱上该频率显示为一条竖线，表示只存在该频率的光波。在这里，锁模激光器发射的光脉冲的两个特征成为了研制光学频率梳的关键。第一个特征是，包络相对于载波发生微小位移，导致脉冲发生细微变化。脉冲包络的峰值，可以和对应的载波波峰同时出现，也可以偏移到载波的波峰同时出现，该偏移量被称为脉冲位相。第二个特征，锁模激光器以重复频率发射脉冲序列。这种脉冲序列光的频谱不是以载波频率为中心向两边连续延展，而是形成许多离散的频率。这个频谱分布很像梳齿，彼此间隔与激光器的重复频率精确相等。但在通常情况下，前后两个脉冲的位相会发生一些不可预知但却固定不变的偏移，这时，梳齿的频率会偏离重复频率的整数倍，出现零点漂移，使得梳齿频率不可确定。

 

光学频率梳的下一步是什么?

光频梳在频率范围和应用领域上取得了显著的进展。现今的光频梳比早期版本的频率范围更广，可以涵盖从深红外到极紫外的范围。特别是紫外光频梳有望在未来用于驱动原子核的跃迁，这将为时钟和光谱学研究纳米世界带来新的可能性。

另一个重大进展是光纤激光频率梳。光纤激光频率梳利用光纤组件，可以长时间连续运行。科学家们还在研究和测试如何将光纤激光频率梳应用于太空，通过不断改进光纤激光频率梳的性能、功率和耐用性，以适应新的应用和环境。

光学频率梳的分类

按照不同产品类型，光学频率梳主要可以分为基于飞秒锁模激光器和基于微腔激光器

锁模激光器是一种基于主动或被动锁模技术的周期性超短脉冲激光器，产生的脉冲的脉宽可达到皮秒(ps)甚至飞秒(fs)级别，单个脉冲的峰值功率可达到10μJ甚至更大，且通过使用合适的伺服反馈电路，可使锁模激光器产生的脉冲具有稳定的重复频率和较高的品质因数。基于锁模激光器，利用锁相环电路，通过对泵浦电流的反馈控制将光学频率锁定在基准频率上，即可直接产生频率间隔等于锁模激光器的重复频率的OFC。根据锁模激光器增益介质的不同，基于锁模激光器法的OFC可细分为：基于固体激光器的OFC产生技术和基于光纤激光器的OFC产生技术。

微腔激光器是激光器的重要一类，它是在光学微腔中，通过泵浦光源与激光增益介质的相互作用，使得增益分子通过能级跃迁形成受激辐射，从而产生激光出射的激光器。微环谐振腔是一种制作在光波导上的微环型谐振腔，一般由环半径为几十至几百微米的环型波导和直波导借助空气层或其他介质层相互耦合构成，可以是单独的一个环结构，也可以是多个环以串联或并联的方式组成的阵列结构。微环谐振腔也是谐振腔结构的一种，光在该环型谐振腔中往返，当相位相同时将形成正反馈，发生谐振，其中满足谐振条件的光经过往返振荡后从直波导耦合输出，不满足谐振条件的光在环型波导中往返时被滤除。微环谐振腔具有独特的波长选择性、高Q值和结构紧凑便于集成的特点，在OFC的产生方面具有广泛的应用。

光学频率梳发展趋势

飞秒光频梳作为人类在光源领域的又一重大突破，将会带来测量科学的又一次进步。同时，飞秒光频梳作为一项新兴的激光技术，其自身技术的发展与其应用的发展是相辅相成的。目前，飞秒光学频率梳尤其是基于光纤锁模激光器的飞秒光频梳正在向高重复频率、宽光谱范围和小型化等方向发展，以满足不同应用领域对光频梳的不同需求。

双光学频率梳光谱技术作为新一代光谱测量工具，具有宽光谱、高速度、高精度和高准确度等技术优势，是开展更高精度更快速度光谱测量的重要手段。经十余年的迅猛发展，双光学频率梳光谱技术已在三维成像、气体分子光谱分析、速度场和温度场精密测量中获得初步应用。

由于大数据、物联网和高速无线通信等技术的迅猛发展，信息传输速率和容量出现爆炸式地增长，低频段无线电频谱已无法满足未来大带宽无线接入需求，无线电载波正在向更高的毫米波段（30 GHz~300 GHz）发展，以获得更高的频谱效率。可以利用光学频率梳高相干性和宽谱特性进行高频微波下变频或者低频微波上变频，从而为实现超宽带的微波光子器件测量提供可能的技术途径。

光学频率梳市场分析

根据阿谱尔（APO）的统计及预测，2022年全球光学频率梳市场销售额达到了2.87亿元，预计2029年将达到4.07亿元，年复合增长率（CAGR）为5.16%（2023-2029）。

从产品类型方面来看，基于飞秒锁模激光器占有主要地位，预计2029年份额将达到96.10%。近年来，集成微腔光频梳技术已取得长足进步，在激光雷达、相干通信、精密光谱、微波光子学、集成光钟和量子光源等领域展示出优势。

从产品应用来看，目前主要用于科学研究，光学频率梳高精度、高灵敏度、高分辨率的特性为多个领域，例如光钟、激光测距、阿秒科学、精密光谱测量、天文观测、量子操控、生命科学等提供了可靠测量工具。自频率梳推出二十年来，全新的科技前景已经打开。日本XTIA是第一家将光频梳技术带入工业应用层面的公司。XTIA 现在为制造业提供基于光频梳的 3D 扫描仪和 3D 检测系统。

从生产商来说，全球范围内，光学频率梳核心厂商主要包括Menlo Systems、IMRA America、TOPTICA、AOSense和Vescent Photonics等。2022年，全球第一梯队厂商主要有Menlo Systems，第一梯队占有大约24.35%的市场份额；第二梯队厂商有IMRA America、TOPTICA和Neoark等，共占有36.39%份额。

《2023-2029全球与中国光学频率梳市场现状及未来发展趋势》

本报告研究全球与中国市场光学频率梳的产能、产量、销量、销售额、价格及未来趋势。重点分析全球与中国市场的主要厂商产品特点、产品规格、价格、销量、销售收入及全球和中国市场主要生产商的市场份额。历史数据为2018至2022年，预测数据为2023至2029年。

主要厂商包括：

Menlo Systems

IMRA America

TOPTICA

AOSense

Vescent Photonics

Atseva

Menhir Photonics

Octave Photonics

Neoark

按照不同产品类型，包括如下几个类别：

基于飞秒锁模激光器

基于微腔激光器

其他

按照不同应用，主要包括如下几个方面：

科学研究

工业

重点关注如下几个地区

北美

欧洲

中国

日本

本文正文共11章，各章节主要内容如下：

第1章：报告范围、研究目标、研究方法、数据来源、数据交互验证；

第2章：报告定义、统计范围、行业背景、发展历史、现状及趋势，全球总体供需现状、产品细分及主要下游市场；

第3章：全球总体规模（产能、产量、销量、需求量、销售收入等数据，2018-2029年）；

第4章：全球范围内主要厂商竞争分析，主要包括产能、产量、销量、收入、市场份额、价格、产地及行业集中度分析；

第5章：全球主要厂商基本情况介绍，包括公司简介、产品型号、销量、收入、价格及最新动态等；

第6章：全球主要地区分析，包括销量、销售收入等；

第7章：全球不同产品类型销量、收入、价格及份额等；

第8章：全球不同应用销量、收入、价格及份额等；

第9章：产业链、上下游分析、销售渠道分析等；

第10章：市场动态、增长驱动因素、发展机遇、有利因素、不利及阻碍因素、行业波特五力模型分析等；

第11章：报告结论。 

审核编辑 黄宇