研究人员开发出简单的新宽带光谱方法 可实现Hz级精度测量

盖世汽车讯 自20世纪60年代首次激光演示以来，激光光谱学已成为研究原子和分子详细结构和动力学的重要工具。随着激光技术的进步，其应用能力得到进一步提升。激光光谱学主要有两种类型：基于频率梳的激光光谱学和可调谐连续波（CW）激光光谱学。

基于梳状频率的激光光谱学能够实现极其精确的频率测量，精度高达18位数。这种非凡的精度使其在光学时钟、重力传感和暗物质搜索等领域具有广泛应用。频率梳还可以实现高精度、高速宽带光谱测量，因为它们结合了大带宽与高光谱分辨率。

然而，其缺点之一是每个梳状模式的功率较低，因此难以检测痕量气体。梳状模式之间的间隙也需要额外的技术来测量光谱上窄带特征。此外，高精度测量需要具有长期相干性的梳状源，这就需要复杂而精密的稳定系统。

可调谐CW激光器具有高光子通量、长交互路径和频率灵活性等特点，是高信噪比（SNR）的灵敏分子光谱学、气体传感和激光雷达等应用的理想选择。然而，这些系统经常受到激光频率扫描速度波动的影响。

研究人员已经开发了各种方法来应对这些波动，包括干涉测量法、单边带调制和光学频率梳。频率梳校准的可调谐激光光谱法结合了频率梳的精度与CW激光器的可调性和高功率。然而，这种方法需要一个具有平坦光谱和宽范围稳定偏振的参考频率梳，而这一点很难实现。