重复频率锁定是飞秒激光领域中的一项关键技术，它允许将飞秒激光器的重复频率精确锁定到一个非常稳定的参考信号上。这项技术对于确保激光输出的稳定性和一致性具有重大意义，尤其在高精度的科学实验和工业应用中至关重要。重复频率的稳定性直接影响到实验结果的准确性和可重复性。
  通常，重复频率锁定涉及使用外部参考信号，例如原子钟或稳定的射频源，作为标准。通过精密的电子反馈控制系统调整激光器内部的参数，可以确保激光脉冲的发射频率与参考信号保持同步。实现这种技术需要精密的电子设备和高级的控制算法。这种高度的同步不仅提高了实验和应用的精度，还大幅提高了结果的可靠性和重复性。
  在光学频率梳技术中，重复频率锁定对于维持频率梳的稳定性至关重要。频率梳作为一种高精度的光学频率测量工具，在精密测量、光学频谱分析以及天文观测等领域发挥着重要作用。频率梳的准确性和稳定性直接依赖于激光器重复频率的稳定性。

图 1. （a） 通过偏振复用与两个双折射方解石晶体（BF1和 BF2） 在 Yb：CaF 中2增益晶体 （G） 和 SESAM。激光通过输出耦合器（OC）进行端部泵浦，激光束通过二向色镜（DM）与泵浦光束分离。（b）说明了增益晶体中激光模式的分裂，以及（c）重复率差Δf的调谐代表通过BF的旋转2.（d） 显示了 SESAM 设备上两个空间分离的腔内激光点。

在需要精密同步和时序控制的实验中，例如粒子加速器或超快光谱学实验，重复频率锁定技术确保了各个实验组件之间的精确协调。例如，在超快光谱学实验中，精确的时序控制能够提供对分子或原子内部过程的深入洞察，这对于理解复杂的物理、化学和生物过程至关重要。
  飞秒激光器在重复频率锁定技术的支持下，能够提供高度稳定和可重复的输出，这对于提高科学实验和工业应用的测量精度和稳定性至关重要。在高端制造过程中，如半导体芯片的生产或精密部件的制造，重复频率锁定的飞秒激光器能够提供一致的加工质量，提高生产效率和产品质量。
  重复频率锁定技术使飞秒激光器能够应用于对激光稳定性要求极高的新领域。例如，在高分辨率天文观测中，飞秒激光器可用于精确测量星体的运动，甚至可以用于探测系外行星。在量子信息处理中，重复频率锁定的飞秒激光可以作为一种精确的时间基准，用于量子计算和量子通信。
  综上所述，重复频率锁定技术在保持飞秒激光器输出稳定性方面发挥着至关重要的作用。这一技术不仅对高精度科学实验和工业应用至关重要，而且为飞秒激光器的进一步应用开辟了新的可能性，特别是在那些对稳定性要求极高的领域。随着技术的进一步发展和应用的扩展，重复频率锁定将继续在科学研究和工业应用中发挥重要作用，推动相关领域的技术进步和创新。

参考文献
（1）B. Willenberg et al. "Femtosecond dual-comb Yb:CaF2 laser from a single free-running polarization-multiplexed cavity for optical sampling applications.." Optics express, 28 20 (2020): 30275-30288 . https://doi.org/10.1364/OE.403072.