Kwantowe lasery kaskadowe są urządzeniami emitującymi światło o szerokim spektrum składającym się z jednakowo odległych pików w przestrzeni częstotliwości. Odległość między tymi szczytami jest zwykle określona przez częstotliwość powtarzania impulsów w ciągu ultrakrótkich impulsów; mogą one być używane jako linijki w dziedzinie częstotliwości do spektroskopii grzebieni częstotliwości.

Wykazano, że w zakresie średniej podczerwieni kwantowe lasery kaskadowe ze specjalnie zaprojektowaną dyspersją optyczną emitują szerokie i silne optyczne grzebienie częstotliwości. Podobnie jak w przypadku laserów ultrakrótkoimpulsowych, odstęp między modami grzebieni QCL jest określony przez długość wnęki. Jednak w przypadku laserów QCL okresowa modulacja w dziedzinie czasu jest typu FM, a nie AM, a moc wyjściowa jest stała.

Szerokie i płaskie spektrum wzmocnienia laserów o szerokim wzmocnieniu sprawia, że nadają się one do pracy jako grzebienie częstotliwości. Ponieważ zakres roboczy, w którym może wystąpić działanie grzebienia, jest bardzo wrażliwy na drobną strukturę heterostruktury, każdy QCL-Comb jest testowany i kwalifikowany.

Grzebień QCL jest samodzielnym urządzeniem, ponieważ integruje laser pompujący i mikrownękę w falowodzie, w przeciwieństwie do innych technologii grzebieniowych. Dzięki temu jest to bardzo kompaktowe źródło grzebieniowe. Opierając się na technologii QCL, urządzenia grzebieniowe mogą być produkowane we wszystkich zakresach MWIR i LWIR. Grzebienie częstotliwości o następujących specyfikacjach są obecnie dostępne z 8-tygodniowym czasem realizacji; zapytaj o inne zakresy długości fal.

Spektroskopia podwójnego grzebienia opiera się na dwóch OFC, próbce i grzebieniu lokalnego oscylatora (LO), z nieco różnymi odstępami między grzebieniami. Heterodynowe widmo dudnień dwóch takich grzebieni składa się z równo rozmieszczonych pików odwzorowujących widma optyczne laserów w domenie RF, jak widać na obrazku po lewej stronie.

Podczas gdy podobna technika została również zademonstrowana przy użyciu standardowych QCL Fabry'ego-Perota, znacznie węższa międzymodowa szerokość linii dudnień QCL działających w reżimie grzebieniowym pozwala im na układanie znacznie większej liczby dudnień w paśmie RF detektora optycznego, co skutkuje wyższą rozdzielczością i/lub szerszym pasmem spektralnym.

Ostatecznie na rozdzielczość spektralną (tj. finezję), a także stabilność przesunięcia nośnej wpływają sterowniki używane z grzebieniem częstotliwości, a nie układ scalony.

Spektroskopia dual-comb oparta na QCL oferuje możliwość uzyskania widm o wysokiej rozdzielczości w szerokim zakresie spektralnym kilkudziesięciu cm1 w bardzo krótkim czasie akwizycji rzędu µs, tj. w czasie quasi-rzeczywistym. Technika ta łączy w sobie zalety DFB-QCL, tj. wąską szerokość linii i strojenie bez przeskoków modów, z dużym pokryciem długości fali przez QCL z zewnętrzną wnęką.