基于可编程频率梳的宽带双梳高光谱成像与自适应光谱学
光学
2023-11-20 v1 仪器与探测器
摘要
我们探索基于时间可编程频率梳的自由形式双梳光谱学（DCS）平台用于实时、无代价加窗扫描的优势。在传统 DCS 中，等于梳重复频率的基本光谱分辨率对许多应用而言可能过细。虽然细分辨率本身并非问题，但它伴随着过长的采集时间代价。可应用后处理加窗（窗函数）使分辨率适配样品，但仅带有与加窗程度成正比的死时间代价。多余的采集时间依然存在。借助自由形式 DCS，通过编程一种实时加窗模式，动态反转双频率梳间的脉冲周期，避免了该死时间。如此，人们可使光谱仪的分辨率与更新率适配不同应用而无代价。我们展示了一个自由形式 DCS 系统的运行，其光谱分辨率通过施加定制的实时加窗从 160 MHz 的固有细分辨率变化至 822 GHz。由于无死时间代价，光谱信噪比在此范围内随分辨率线性提升 5000 倍，而非传统 DCS 后处理加窗所观察到的平方根提升。我们探索改变分辨率与更新率的灵活性，以在慢速相机帧率下实现高光谱成像，其中无代价加窗允许每帧的最优利用。我们以 20 Hz 光谱更新率获得了超过 10 THz 广阔光学光谱覆盖的双梳高光谱视频。
引用
@article{arxiv.2311.10629,
title = {Broadband dual-comb hyperspectral imaging and adaptable spectroscopy with programmable frequency combs},
author = {Fabrizio R. Giorgetta and Jean-Daniel Deschênes and Richard L. Lieber and Ian Coddington and Nathan R. Newbury and Esther Baumann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.10629},
year = {2023}
}