光學頻率梳由“鎖模激光器”產生，是一種超短脈沖（飛秒1e－15s量級）的新型激光光源。飛秒激光脈沖是通過鎖定飛秒激光器內所有能夠振蕩的激光縱模的相位而形成的周期性脈沖。如果對飛秒激光脈沖的重復頻率和載波包絡頻移進行精密控制，根據傅里葉變換，在頻域上即為分布均勻、位置固定且光譜范圍極寬的一系列梳狀譜線，則為“光學頻率梳”，其可以作為參考來測量未知頻率或將激光穩定到特定頻率，而其在時域上則表現為重復頻率穩定的飛秒脈沖激光。
光學頻率梳的出現得益于飛秒鎖模激光、非線性光學、時間頻率基準和激光穩頻技術等領域的發展，是超快光學與精密光譜學結合的產物。人們最初研究飛秒光學頻率梳的目的是要對光波頻率進行直接精密計量，在此之前諧波光頻鏈承擔了從微波頻率向光頻的過渡工作，但是其系統過于復雜且測量的光頻數量十分有限。而飛秒光學頻率梳實現了微波頻標與光學頻率的直接連接，可實現從兆赫茲到太赫茲的直接頻率傳遞，為下一代時間頻率基準的建立和頻率傳遞等方面的研究奠定了基礎。同時，由于飛秒光學頻率梳*的時域和頻域特性，使其在激光頻率計量、光鐘、頻率標準傳遞、距離測量和精密光譜等方面有著更大的優勢和應用前景。此外，由于光學頻率梳在頻域上的一系列整齊的光譜譜線，使其可作為光譜分析的天然“刻線”，而且各“刻線”間的寬度很窄細，故擁有較高的光譜分辨率。而基于飛秒光學頻率梳發展起來的，有別于傳統的傅里葉變換光譜儀的雙光梳光譜儀，在中紅外光梳高分辨氣體光譜分析中發揮著重要作用。
