现代天文学探索中，寻找太阳系外类地行星是一项极具挑战性的任务。天体物理学家需要依赖恒星运行时产生的极其微小的径向速度变化量来发现系外行星，并获取与星球质量相关的关键信息。为了实现这些精确测量，科学家们通常会将恒星光谱与天文光学频率梳（天文光梳）产生的高度稳定的参考光谱进行对比。天文光梳作为一种超高精度的光学参考系统，能够校准天文光谱仪，在宽光谱范围内对恒星吸收波长对应频率成分进行精确且可重复的测量。
目前，最精确的天文光梳由锁模激光器产生，其频率谱线间隔相同。然而，受增益介质及其他关键元件的限制，此类有源系统的使用寿命有限。因此，基于无源光学系统过滤出频率间隔一定的梳状频谱成为一种高性价比的选择。法布里-珀罗（FP）腔作为一种标准化设计的光学结构，因其能够提供实时光谱跟踪及校准功能，常被用于实现这一目的。但FP腔存在明显缺陷：随着时间推移，其内部端镜表面涂层会退化，导致光谱漂移；FP腔体积较大，对真空及运行温度要求极高，难以达到实验所需的稳定性。
针对这些难题，OEwaves公司与加州理工学院联合提出了一种创新方案：利用微型回音壁模式谐振腔（Whispering-Gallery-Mode Resonator，WGMR）结构替代传统激光频率梳和FP腔。WGMR由晶体材料制成，能够产生较宽的光谱。然而，作为无镜面的开放腔体结构，光在晶体内部传播时可能因材料色散引入，破坏宽光谱内不同模态间的固定频率间隔。因此，研制基于WGMR的天文光梳需解决两大技术挑战：一是通过结构设计使WGMR在一个倍频程内支持准单纵模光谱，简化光谱校准流程；二是将WGMR封装为紧凑构型，抑制温度波动造成的光谱频率漂移，提升长期运行稳定性。
研究团队成功攻克了这些难题。他们设计了基于氟化镁晶体的新型WGMR横截面轮廓，使其具备高阶模态的强大抑制能力。实验结果表明，该回音壁微腔标准具设计能够在双倍频程（435–1800 nm）的光谱范围内保持准单纵模工作状态，为超宽带光学应用开辟了新可能。团队通过精密设计光学耦合系统，利用氟化镁晶体的固有各向异性精准测量模态温度变化，并将数据接入热反馈回路，实现了谐振器的自温度稳定。相关研究成果以“Boosting astrocomb reference performance with a wideband, frequency-stabilized WGM etalon”为题发表，并被遴选为封面文章。
这一技术突破使天文光梳的预估长期频率稳定性优于10⁻¹⁰，对应探测恒星径向速度变化量低于3 cm/s，足以满足类地行星的精准探测需求。该成果不仅为高稳定性回音壁模式谐振器的设计提供了全新科研范式，还验证了此类紧凑型光学系统在天文台等实际观测场景中大规模应用的技术潜力。该技术有望在痕量检测等室外测试应用中发挥重要作用。
研究团队中，Yu-Hung Lai作为OEwaves公司高级研究工程师，主导了结构封装设计并完成器件集成与测试。他博士毕业于加州理工学院应用物理系，主要研究方向为超窄线宽激光器、回音壁模式谐振器及光子系统量子应用。Lute Maleki是OEwaves公司首席执行官兼首席技术官，拥有物理学博士学位，发表研究论文150余篇，持有发明专利70余项，曾为NASA研制原子钟及量子传感器。Gautam Vasisht是加州理工学院喷气推进实验室首席天文研究科学家，在天文学和天文仪器领域发表研究论文100余篇，目前研究方向包括径向速度测量及高对比度成像技术研发。
