长春理工大学物理学院任志斌团队在《半导体光电》2025年第46卷第1期发表论文《基于串联双微腔同时实现不同特征的光频梳》，团队在单微腔光场非线性演化方程基础上，推导了串联双微腔的演化方程，分析了两微腔色散相反时的腔内光场特征及初始脉冲的影响，证实该结构可提升光频梳产生和利用效率，还能通过调控初始脉冲参数控制腔内孤子数量和位置，为双微腔结构中稳定光孤子的产生和调制提供了重要参考。
光频梳作为新型光谱，是通信、光信息处理及精密测量领域的关键工具，其中微腔光频梳因体积小、功耗低等优势应用前景广阔。传统单微腔结构在正常色散下产生光频梳需精确调谐泵浦参数，难度较高，而现有复合微腔研究多聚焦于泵浦效率提升或光梳同步，尚未实现不同特征光频梳的同时生成。
为此，该团队构建了由两个微腔和直波导耦合而成的串联双微腔模型，推导得出腔1和腔2的归一化Lugiato-Lefever方程，明确了腔2泵浦光由腔1输出光与剩余泵浦光共同构成的传输规律。研究发现，通过设置相反的色散参数，可在两个微腔中分别实现亮、暗孤子光频梳，若调换色散参数，还能生成平顶孤子与亮孤子组合的光频梳，且该结构在正常色散下比单微腔更易激发光频梳。
团队还揭示了初始脉冲对腔内光场的调控机制：增大初始脉冲脉宽或幅值，会使腔内单孤子分裂为双孤子，原因是脉冲能量变化改变了泵浦光利用率，影响了色散与非线性效应的平衡;而改变初始脉冲相位，可在不改变孤子波形的前提下，灵活调控孤子在腔内的位置，且两微腔间的波导相移不会影响腔2孤子位置。
该研究表明，串联双微腔结构相较单微腔增加了参数选择自由度，能同时输出不同特征光频梳，显著提升产生和利用效率。实际应用中，可通过调控微腔波导宽度实现色散设计，为各腔附加耦合输出波导即可分别获取不同光梳，这一成果进一步挖掘了复合微腔光频梳的新颖功能，为研发更多新异特征的光频梳提供了理论支撑和实践参考。
