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1.7 ${\mu}$m 波段结合频率梳与连续波腔增强光-光双共振光谱仪

光学 2025-12-08 v1

摘要

我们提出了一种基于 3.3 μ{\mu}m 连续波泵浦光与两个腔增强探针的光-光双共振 (OODR) 光谱仪:一个是可在 1.64 - 1.8 μ{\mu}m 范围内调谐的频率梳,另一个是可在 1.6 - 1.75 μ{\mu}m 范围内调谐的梳频参考连续波 (CW) 激光器。梳频探针提供了宽光谱覆盖(带宽高达 7 THz),能够以亚兆赫兹的谱线位置精度同时探测多个亚多普勒 OODR 跃迁,而 CW 探针则允许在更短时间内以千赫兹精度和更高信噪比瞄准单个跃迁。利用锁定在甲烷 ν{\nu}3{_3} 带 R(0) 跃迁频率上的泵浦光,以及覆盖 5550 至 6070 cm1^{-1} 区间的梳频探针,我们在 3ν{\nu}3{_3} \leftarrow ν{\nu}3{_3} 带区域探测到 37 个阶梯型跃迁,并在 2ν{\nu}3{_3} 带区域探测到 6 个 V 型跃迁,并利用现有的理论预测对它们进行了指认。利用 CW 探针,我们以高得多的精度测量了选定的阶梯型和 V 型跃迁。我们还在 2ν{\nu}3{_3} 带的 R(0) - R(3) 跃迁中探测到了 Lamb 凹陷,并以千赫兹级精度报告了它们的中心频率。梳频与 CW-OODR 的协同效应为无法从基态到达的能级的精密光谱学开辟了新的可能性。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.17669,
  title  = {Combined frequency comb and continuous wave cavity-enhanced optical-optical double-resonance spectrometer in the 1.7 ${\mu}$m range},
  author = {Vinicius Silva de Oliveira and Adrian Hjältén and Isak Silander and Andrea Rosina and Michael Rey and Kevin K. Lehmann and Aleksandra Foltynowicz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.17669},
  year   = {2025}
}