就在几十年前，要想在收音机或电视上找到一个特定的频道，还需要手动拨动旋钮，进行微调和调整，以锁定正确的信号。当然，我们现在认为这样的微调是理所当然的，只需按下一个按钮就可以达到同样的效果。这种方便是通过无线电频率合成实现的，从单个参考振荡器产生准确的信号频率。第二次世界大战对更好的雷达的需求推动了无线电频率控制的发展，在随后的几十年里，它的小型化彻底改变了许多军事和消费应用。如今，从GPS系统到智能手机和电视遥控器，精确、稳定的频率合成器随处可见。
而无线电频率控制早已毕业，另一方面，光频率控制仍然存在于过去的“调谐旋钮”时代。激光发出的光的绝对频率(或颜色)很难精确设定，而且激光频率往往会漂移。“光频率梳”的开发在2005年获得了诺贝尔奖，并使第一台光频率合成器的演示成为可能。这些系统，类似于它们的无线电频率的对等物，允许在需要时产生精确波长的光，误差小于10-15年或者说每千万分之一。
光学频率合成器已被证明在各种科学努力中具有极其重要的价值，包括在天空中搜索遥远的行星，通过灵敏的激光光谱检测化学物质，通过使用光作为标尺测量距离实现高精度的光探测和测距（LIDAR），甚至通过光学探测自然界的物理常数来支持理论的基本测试。
虽然光学频率合成器提供了前所未有的性能，但由于其组件的成本、尺寸和功率要求，光学频率合成器的使用仅限于实验室设置。为了减少这些障碍，DARPA启动了直接片上数字光学合成器（DODOS）程序在2014年和今天，研究人员正在揭示发表于自然他们在基于芯片的集成光子学和非线性光学实现光学合成器件小型化方面取得了重大进展。
“光学频率合成技术的发展大大增强了我们精确测量时间和空间的能力，”领导DODOS的DARPA项目经理Gordon Keeler说。“然而，我们利用这项技术的能力有限。通过DODOS，我们正在创造能够实现更广泛部署和解锁众多应用程序的技术。我们的目标是将实验室级能力缩小到方糖大小，以用于激光雷达、相干通信、化学传感、生物传感器等应用nd精密计量学。”
DODOS团队发表的论文自然详细介绍了美国国家标准与技术研究所(NIST)和合作机构的研究人员最近在该项目下取得的成功，这些合作机构包括加州大学圣巴巴拉分校和帕萨迪纳加州理工学院。结合一对频率梳、几个微型激光器和其他紧凑的光电元件，研究人员能够在4个微芯片上复制桌面大小的光学频率合成器的功能，每个芯片的尺寸只有5毫米x 10毫米。合成器可以调节超过32纳米和提供频率稳定性7 × 10－13平均1秒后，匹配输入参考时钟。
利用半导体制造技术的进步，研究人员利用单色“泵浦”激光器产生的激光在硅芯片上制造的光学跑道周围循环，制造出了两个微型频率梳。正确地这样做可以产生许多额外的颜色，产生一个看起来像梳子的光谱，其中每个“牙齿”是一个单独的颜色或频率。这与桌面版本有很大不同，桌面版本使用光纤、专用镜子和手工制作的大型机械部件来实现类似效果。
两个频率梳引导可编程激光器，这是合成器的输出。NIST发明的一种梳子具有更宽的齿，可以通过跨越一个倍频程来校准自身，这表示频率是音乐倍频程的两倍。加州理工学院的研究小组制作了第二个梳子，它的牙齿更细，范围更窄。这些齿之间的距离由稳定准确的微波基准时钟设定。当与NIST梳状物对齐时，加州理工学院梳状物会创建一个已知光学频率的网格，供输出激光参考——或测量自身。通过组合，频率梳在微波时钟和激光频率之间创建同步链路。
DODOS计划正在进入最后阶段，在此期间，表演者将努力将单个组件与电子设备集成在一起，并制造出一种紧凑的封装设备，适用于未来的军事和商业光学系统。
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