少 GHz（1‑10 GHz）重复频率光频梳是精密光谱探测、低噪声微波合成的核心关键器件。该频段下光梳谱线排布密集，既能够实现高精度频率标定，又可以直接对接成熟射频电子学系统。但在小型化封装条件下实现低噪声克尔光孤子光频梳，长期以来是领域内的技术难题。针对这一挑战，南京大学祝世宁院士团队谢臻达教授、贾琨鹏副教授联合中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所梁伟研究员团队，基于少模光纤法布里‑珀罗微腔（FM‑FFPR），研制出手掌级封装的 1.7 GHz 克尔孤子微光梳模块，光梳相位噪声逼近量子噪声极限，为雷达、导航、精密传感提供可工程部署的紧凑型光频梳方案。

研究团队制备了腔长 59 mm 的少模光纤法布里‑珀罗谐振腔，实现高达4.0×10^9的超高品质因子 Q，器件整体封装尺寸仅85×90×25mm^3。利用分布式反馈激光器（DFB）自注入锁定技术，将泵浦激光线宽从 66.4 kHz 压缩至 78.9 mHz，压缩幅度接近 6 个数量级，无需复杂主动稳频即可稳定产生 1.7 GHz 耗散克尔孤子光频梳。该孤子对应变换极限脉冲宽度 954 fs，同时还可实现均匀 / 非均匀多孤子状态的可控激发。

图：光纤腔自注入锁定产生的光频梳光谱和微波拍频信号

系统测试表明，1.7 GHz 重复频率信号单边带相位噪声在 100 Hz、1 kHz、10 kHz 频偏处分别优于−105 dBc/Hz、−125 dBc/Hz、−148 dBc/Hz，低频段相位噪声性能逼近量子噪声极限；扣除光电探测散粒噪声本底后，100 Hz‑10 MHz 带宽内光梳固有时间抖动低至 6.7 fs；1 s 平均时间下阿伦偏差优于3×10^{-11}，具备优异的频率稳定度。高 Q 光纤腔同时兼顾厘米级腔长、低阈值参量振荡（阈值小于 100 mW）与大模式体积，有效抑制量子噪声与热噪声，破解了传统片上微腔在少 GHz 重复频率下高损耗、高泵浦功率、难以小型封装的固有矛盾。

这项工作将少 GHz 重复频率低噪声克尔光梳从实验室桌面装置推进到手掌大小集成模块。相较于以往光纤法布里‑珀罗腔研究，本工作将腔的负载品质因子提升约两个数量级，实现二极管直接泵浦、完整封装化。未来通过进一步优化镜面镀膜与抛光工艺，腔体 Q 值有希望迈向10^{11}量级；结合微型光学元器件集成，可进一步压缩体积。该紧凑型光梳模块在光子微波生成、双梳测量、L 波段雷达、卫星导航以及下一代无线通信场景具备广阔应用前景，后续若将重复频率锁定至原子参考源，有望发展成为面向野外复杂环境的便携式光钟参考频率标准。

该工作由南京大学固体微结构国家重点实验室与中国科学院苏州纳米所合作完成，成果以Compact Kerr comb based on fiber Fabry–Pérot microresonator with few‑GHz repetition rate为题发表于Applied Physics Letters。南京大学陈心怡、尹涵、李泽同为论文共同第一作者，贾琨鹏副教授、梁伟研究员、谢臻达教授为共同通讯作者。研究得到国家重点研发计划、江苏省基础研究计划重点项目、国家自然科学基金、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划的支持。

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