基于非均匀间隔频率梳的自外差光谱技术
光学
2026-01-09 v1
摘要
频率梳光谱技术极大地推动了科学研究和各种应用领域的分子光谱学发展。在其关键性能指标中，尤其是对于时间分辨研究而言，灵敏度和测量速度至关重要。然而，由于需要降低噪声，这些参数之间长期存在折中关系。在此，我们引入一种频率梳光谱系统，利用单一非均匀间隔模式的频率梳克服了这一限制。该频率梳由一个极其简单的装置生成，由连续波（CW）光纤激光器和单边带相位调制器（SSM）组成。我们的方法提供了可与双梳光谱技术（DCS）相媲美的光频到射频转换，但架构更简化，采用自外差结构。利用频率梳固有的互相干性，该设计实现了 的噪声等效吸收系数（NEA）——比最先进的 DCS 提高了一个数量级，并兼具长期稳定性。该系统在单次测量中以 128 的信噪比，在纳秒时间尺度上分辨出微弱的分子泛音光谱。这种高灵敏度、高分辨率和高速度的集成，解决了长期以来制约时间分辨光谱分析的核心折中问题。
引用
@article{arxiv.2601.04470,
title = {Self-heterodyne spectroscopy via a non-uniformly spaced frequency comb},
author = {Bofeng Zhang and Gang Zhao and Xiaobin Zhou and Xiaojuan Yan and Jiaqi Yang and Weiguang Ma and Suotang Jia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.04470},
year = {2026}
}