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實(shí)現(xiàn)高度相干雙光梳光譜的辦法有哪些?

 更新時(shí)間:2022-09-23 點(diǎn)擊量:1422
  雙光梳光譜(Dual-combSpectroscopy,DCS),是基于光學(xué)頻率梳技術(shù)(OpticalFrequencyComb,OFC)發(fā)展出的新型主動(dòng)光譜探測技術(shù)。通過兩束具有一定重復(fù)頻率差的脈沖序列相互“掃描”的方式,實(shí)現(xiàn)了光頻到射頻的轉(zhuǎn)換。并且低頻的“射頻梳齒”與高頻的“光頻梳齒”是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,從而巧妙地連接光子與微波領(lǐng)域。
  DCS利用兩個(gè)OFC光源具有微小的重復(fù)頻率差異,在時(shí)域上脈沖序列的相互穿越,實(shí)現(xiàn)異步光取樣;在頻域上與多外差光譜分析類似,因此可通過記錄大量的干涉圖,將激光與物質(zhì)相互作用的信息轉(zhuǎn)換到射頻域上來直接檢測,可大幅降低對(duì)光譜信號(hào)檢測的難度。DCS技術(shù)的關(guān)鍵和難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)OFC光源的高度相干性,這就要求兩個(gè)OFC具有較好的短期相干穩(wěn)定性,即相對(duì)線寬窄。在將DCS推向?qū)嵱玫碾A段中,出現(xiàn)了不同的技術(shù)路線。主要有三種實(shí)現(xiàn)高度相干的DCS產(chǎn)生辦法:
  1.相干DCS
  采用超穩(wěn)光腔獲取超窄線寬(通常能達(dá)到驚人的Hz級(jí)別)的超穩(wěn)激光器光頻參考。由光頻鎖定方案確保兩臺(tái)光梳的相干性,以此實(shí)現(xiàn)DCS中兩臺(tái)OFC光源之間的高度互相干。
  2.自適應(yīng)DCS
  實(shí)時(shí)跟蹤記錄光梳的定時(shí)抖動(dòng)和相位波動(dòng),再利用記錄的定時(shí)抖動(dòng)和相位波動(dòng),通過混頻并重新定義干涉圖采集時(shí)間來消除干涉圖失真,從而實(shí)現(xiàn)有效相干平均。
  3.單腔DCS
  兩個(gè)脈沖序列由一臺(tái)激光器產(chǎn)生,使其具有內(nèi)在固有的相干性。這種方法不僅可避免干涉圖失真,易于實(shí)現(xiàn)相干平均,而且結(jié)構(gòu)簡單,實(shí)現(xiàn)成本低。
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