現代天文學探索中，尋找太陽系外類地行星是一項極具挑戰性的任務。天體物理學家需要依賴恒星運行時產生的極其微小的徑向速度變化量來發現系外行星，并獲取與星球質量相關的關鍵信息。為了實現這些精確測量，科學家們通常會將恒星光譜與天文光學頻率梳（天文光梳）產生的高度穩定的參考光譜進行對比。天文光梳作為一種超高精度的光學參考系統，能夠校準天文光譜儀，在寬光譜范圍內對恒星吸收波長對應頻率成分進行精確且可重復的測量。

目前，最精確的天文光梳由鎖模激光器產生，其頻率譜線間隔相同。然而，受增益介質及其他關鍵元件的限制，此類有源系統的使用壽命有限。因此，基于無源光學系統過濾出頻率間隔一定的梳狀頻譜成為一種高性價比的選擇。法布里-珀羅（FP）腔作為一種標準化設計的光學結構，因其能夠提供實時光譜跟蹤及校準功能，常被用于實現這一目的。但FP腔存在明顯缺陷：隨著時間推移，其內部端鏡表面涂層會退化，導致光譜漂移；FP腔體積較大，對真空及運行溫度要求極高，難以達到實驗所需的穩定性。

針對這些難題，OEwaves公司與加州理工學院聯合提出了一種創新方案：利用微型回音壁模式諧振腔（Whispering-Gallery-Mode Resonator，WGMR）結構替代傳統激光頻率梳和FP腔。WGMR由晶體材料制成，能夠產生較寬的光譜。然而，作為無鏡面的開放腔體結構，光在晶體內部傳播時可能因材料色散引入，破壞寬光譜內不同模態間的固定頻率間隔。因此，研制基于WGMR的天文光梳需解決兩大技術挑戰：一是通過結構設計使WGMR在一個倍頻程內支持準單縱模光譜，簡化光譜校準流程；二是將WGMR封裝為緊湊構型，抑制溫度波動造成的光譜頻率漂移，提升長期運行穩定性。

研究團隊成功攻克了這些難題。他們設計了基于氟化鎂晶體的新型WGMR橫截面輪廓，使其具備高階模態的強大抑制能力。實驗結果表明，該回音壁微腔標準具設計能夠在雙倍頻程（435–1800 nm）的光譜范圍內保持準單縱模工作狀態，為超寬帶光學應用開辟了新可能。團隊通過精密設計光學耦合系統，利用氟化鎂晶體的固有各向異性精準測量模態溫度變化，并將數據接入熱反饋回路，實現了諧振器的自溫度穩定。相關研究成果以“Boosting astrocomb reference performance with a wideband, frequency-stabilized WGM etalon”為題發表，并被遴選為封面文章。

這一技術突破使天文光梳的預估長期頻率穩定性優于10?1?，對應探測恒星徑向速度變化量低于3 cm/s，足以滿足類地行星的精準探測需求。該成果不僅為高穩定性回音壁模式諧振器的設計提供了全新科研范式，還驗證了此類緊湊型光學系統在天文臺等實際觀測場景中大規模應用的技術潛力。該技術有望在痕量檢測等室外測試應用中發揮重要作用。

研究團隊中，Yu-Hung Lai作為OEwaves公司高級研究工程師，主導了結構封裝設計并完成器件集成與測試。他博士畢業于加州理工學院應用物理系，主要研究方向為超窄線寬激光器、回音壁模式諧振器及光子系統量子應用。Lute Maleki是OEwaves公司首席執行官兼首席技術官，擁有物理學博士學位，發表研究論文150余篇，持有發明專利70余項，曾為NASA研制原子鐘及量子傳感器。Gautam Vasisht是加州理工學院噴氣推進實驗室首席天文研究科學家，在天文學和天文儀器領域發表研究論文100余篇，目前研究方向包括徑向速度測量及高對比度成像技術研發。