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近日,上海交通大学电子信息与电气工程学院电子工程系何祖源、樊昕昱教授团队提出将电光梳与回音壁散斑图案相结合的方案,实现了宽带高分辨率光谱测量。相关成果以“Whispering-gallery-mode barcode-based broadband sub-femtometer-resolution spectroscopy with an electro-optic frequency comb”为题发表在《Advanced Photonics》(先进光子学)上,该工作得到国家自然科学基金等项目资助。
光谱学在分子和原子结构研究中扮演着关键角色,在传感、环境研究、医学诊断等领域发挥着重要作用。光谱仪和光频梳技术都是进行光谱测量的常用方案。然而,受制于现有光谱仪和光频梳技术的实现机制,宽带亚飞米分辨率光谱测量的实现仍面临巨大挑战。
结合电光梳和WGM散斑的光谱测量技术的原理示意图
本文提出将散斑图案与电光梳相结合的宽带高分辨率光谱测量方案。通过调谐探测激光产生的超精细电光梳谱线记录样品的谱图,使分辨率达到亚飞米级。基于回音壁模式(Whispering-gallery-mode, WGM)的散斑图案(或称“WGM条形码”)对探测激光和超稳激光的频率实现了精准连接,将测量带宽扩大至电光梳带宽的上千倍。该方法利用光纤激光器展示了0.8fm的高分辨率,利用可调谐的外腔激光器展示了80nm的宽带,并实现了超高Q值谐振腔和气体分子吸收的光谱测量。
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