【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所周佳琦研究員團隊，在高分辨雙光梳光譜探測技術(shù)領(lǐng)域取得新進展。相關(guān)研究成果以“Probing High-Resolution Spectra with Scanning Raman Gain Modulated Dual-Comb Spectroscopy”為題發(fā)表于Optics and Laser Technology。
 

　　雙光梳光譜技術(shù)因其寬光譜覆蓋、高光譜分辨率、高靈敏度和快速采集等突出優(yōu)勢，已成為極具應(yīng)用前景的精密光譜測量手段。然而，傳統(tǒng)雙光梳光譜的分辨率直接受限于光學(xué)頻率梳的重復(fù)頻率。常見鎖模激光光梳的重復(fù)頻率通常在數(shù)十至數(shù)百 MHz 量級，致使光譜分辨率難以滿足低壓與冷原子光譜學(xué)、同位素分析、精細結(jié)構(gòu)解析等領(lǐng)域?qū)庾V分辨能力的需求。如果為了追求更高分辨率而降低重復(fù)頻率，會導(dǎo)致探測光譜覆蓋范圍嚴重收窄、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且噪聲性能惡化，難以兼顧寬光譜覆蓋與高分辨率。
 

　　針對這一問題，研究團隊使用基于單頻種子注入的拉曼增益調(diào)制雙光梳光譜，通過對單頻激光施加階梯式頻率調(diào)諧，驅(qū)動光頻梳的全部梳齒同步掃描，從而逐步填補梳齒間的光譜空隙，使光譜分辨能力不再受原始重復(fù)頻率的限制。由于光學(xué)頻率梳由成千上萬光縱模組成，因此，在掃描過程中，單頻激光的調(diào)諧無需精確控制。整個系統(tǒng)采用全保偏光纖器件，結(jié)構(gòu)緊湊，具備良好的環(huán)境魯棒性，系統(tǒng)原理如圖1所示。
 

　　團隊將該系統(tǒng)用于二氧化碳吸收光譜測量。通過 27 組頻率掃描，系統(tǒng)在數(shù)分鐘內(nèi)自動完成了高分辨光譜信息的反演與拼接，在 ~776 GHz帶寬范圍內(nèi)獲得了~3.8 MHz 的光譜分辨率，信噪比達到 36 dB，所得高精度吸收譜線與理論預(yù)期高度吻合。整個測量與反演過程無需任何后處理校正算法，并且光學(xué)頻率梳無需額外電學(xué)鎖定。
 

　　該技術(shù)方案有效解除了傳統(tǒng)雙光梳系統(tǒng)中光譜覆蓋范圍與分辨率之間的相互制約，在保持寬光譜覆蓋的同時，將分辨能力提升至 MHz 量級，且無需依賴復(fù)雜的主動穩(wěn)定或算法補償。其結(jié)構(gòu)簡潔、分辨率可按需調(diào)諧、對外部擾動耐受性強，為需求極高光譜分辨率的前沿應(yīng)用提供了新的技術(shù)路徑。相關(guān)工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院國際伙伴計劃、上海市科技創(chuàng)新行動計劃等項目的支持。
 

　　引用：上海光機所在高分辨雙光梳光譜探測技術(shù)領(lǐng)域取得新進展 上海光學(xué)精密機械研究所 【引用時間：2026年7月31日】