近日,马付胜教授课题组在频率梳领域取得重要突破,相关成果发表在国际顶级期刊Nature Communications【Magnetostrictive mechanical frequency combs, Nature Communications, 16, 9881 (2025),文章链接//doi.org/10.1038/s41467-025-64878-x】。博彩论坛
为该论文的唯一通讯单位,马付胜教授为唯一通讯作者;物科院2023级研究生叶冠琦(已转为硕博连读)为该论文的第一作者。

2005年的诺贝尔物理学奖颁发给了德国物理学家Theodor W. Hansch和美国物理学家John L. Hall,以表彰他们在光学频率梳的发展及其光学精密计量领域的杰出贡献。光学频率梳已经在时间频率标准、光谱学、通信、绝对距离测量等领域取得了革命性的进展。频率梳技术已经从光学领域拓展到声学、磁学、超导等领域。机械频率梳(也称为声学或声子频率梳)是一种基于非线性机械振动的频率梳技术,工作频段位于Hz到MHz范围,在水下通信、测距等方向具有潜在的优势。

在该项工作中,马付胜教授团队提出了一种由整数谐波梳和半整数谐波梳组成的可调机械频率梳:频率梳的产生和演化是由参数刚度调制和倍周期分岔引起的。通过参数刚度调制抑制倍周期分岔,半整数谐波梳能以半个梳齿间距的频率间隔来回切换。在实验上,通过双音驱动毫米尺度的磁致伸缩谐振器,在kHz频段验证了所提出的工作机制;发现整数/半整数谐波梳的梳齿间距由刚度调制频率决定并且可以在10 - 5000 Hz范围内连续调谐。在理论上,通过引入偏置静磁力项和参数调制刚度项修正Duffing方程,定量地解释了实验观测到的半整数谐波梳的形成和演化。该磁致伸缩机械频率梳可以为非接触的高精度测量,特别是在声学频率范围内的磁力学探索铺平道路。本工作中的磁控机械频率梳可以在声学频率内实现无接触高精度的计量、传感,有望应用于生物医疗领域。
马付胜教授课题组已在相关方向取得了一系列有代表性的成果:
Nat. Commun. 15, 2077 (2024);Applied Physics Letters 123, 232406 (2023); Appl. Phys. Rev. 9, 021404 (2022); Nat. Commun. 12, 1909 (2021); Appl. Phys. Lett. 118, 112405 (2021); Adv. Funct. Mater. 30(3), 1907140 (2020); Nano Lett. 20(1), 109-115 (2020)。授权中国发明专利3件:ZL202411939096.8; ZL202411939095.3; ZL202411780225.3。
该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金经费资助。