單腔雙光梳技術(shù)是近年來光學(xué)領(lǐng)域備受矚目的研究方向之一复濒。這項(xiàng)技術(shù)不僅在光譜分析、激光測(cè)距乒省、厚膜檢測(cè)巧颈、泵浦探測(cè)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景，還為研究精密光譜學(xué)袖扛、量子光學(xué)砸泛、光子學(xué)等提供了全新的研究平臺(tái)十籍。
超快飛秒光學(xué)新工具！單腔雙光梳的氣體光譜應(yīng)用前景
介紹
單腔雙光梳技術(shù)是近年來光學(xué)領(lǐng)域備受矚目的研究方向之一唇礁。這項(xiàng)技術(shù)不僅在光譜分析勾栗、激光測(cè)距、厚膜檢測(cè)盏筐、泵浦探測(cè)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景围俘，還為研究精密光譜學(xué)、量子光學(xué)琢融、光子學(xué)等提供了全新的研究平臺(tái)界牡。
正文
單腔雙光梳技術(shù)是近年來光學(xué)領(lǐng)域備受矚目的研究方向之一。它利用了光學(xué)微腔的特殊結(jié)構(gòu)和雙光梳的高度頻率穩(wěn)定性漾抬，實(shí)現(xiàn)了在單個(gè)微腔中同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)頻率間隔均勻的光學(xué)頻率梳宿亡。這項(xiàng)技術(shù)不僅在光譜分析、激光測(cè)距纳令、厚膜檢測(cè)她混、泵浦探測(cè)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景，還為研究精密光譜學(xué)泊碑、量子光學(xué)、光子學(xué)等提供了全新的研究平臺(tái)毯欣。
氣體傳感和光譜分析
氣體光譜學(xué)是一種應(yīng)用廣泛的強(qiáng)大技術(shù)馒过，其被廣泛用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)過程控制酗钞、大氣研究腹忽、燃燒分析等多個(gè)領(lǐng)域。通過測(cè)量光與氣體分子之間的相互作用砚作，光譜學(xué)為我們提供了一種深入了解氣體組成窘奏、濃度以及其他屬性的重要工具。
在氣體光譜學(xué)中葫录，光譜分析法是常用的手段之一着裹。這類方法一般利用干涉儀測(cè)量光強(qiáng)隨波長的變化情況。與傳統(tǒng)方法相比米同，傅里葉變換光譜具有同時(shí)捕獲整個(gè)光譜的優(yōu)勢(shì)骇扇，使得其能在單次測(cè)量中分析多種氣體物種，極大地提高了效率和準(zhǔn)確性面粮。
關(guān)鍵挑戰(zhàn)：傅里葉變換光譜測(cè)量中的光學(xué)延遲掃描
傳統(tǒng)的傅里葉變換光譜在實(shí)現(xiàn)高分辨率和高刷新率方面面臨著挑戰(zhàn)少孝。光譜分辨率受到干涉儀臂長差異的限制，這可能需要直接的光學(xué)延遲路徑調(diào)整熬苍。此外稍走，傅里葉變換光譜中使用的機(jī)械掃描機(jī)制通常會(huì)在速度、靈敏度和可靠性方面帶來限制。這些限制推動(dòng)了對(duì)替代方法的探索婿脸，克服這些挑戰(zhàn)就可以在氣體光譜應(yīng)用中獲得更好的性能粱胜。
雙梳光譜
雙梳光譜是一種尖端技術(shù)盖淡，其利用頻率梳的獨(dú)特特性來實(shí)現(xiàn)具有高刷新速率的高分辨率氣體光譜年柠。與傳統(tǒng)的光譜方法不同，雙梳光譜不依賴機(jī)械掃描或移動(dòng)部件褪迟。相反冗恨，它利用兩個(gè)精確控制的頻率梳來生成穩(wěn)定且相干的時(shí)間干涉圖案，并通過簡(jiǎn)單的傅立葉變換從中提取光譜信息味赃。此外掀抹，雙梳光譜提供高速的刷新率，允許實(shí)時(shí)心俗、連續(xù)地監(jiān)測(cè)氣體樣品傲武。使用簡(jiǎn)單的光電二極管，便可以快速捕獲整個(gè)氣體光譜而無需任何機(jī)械掃描來實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集城榛。這種高刷新率對(duì)于實(shí)時(shí)測(cè)量至關(guān)重要的動(dòng)態(tài)氣體分析和過程特別有價(jià)值揪利。
使用單腔雙梳激光器的雙梳光譜
在雙梳光譜領(lǐng)域，單腔雙梳激光器提供了一種獨(dú)特的方法來實(shí)現(xiàn)高分辨率的氣體分析狠持。然而疟位，在單腔配置中，由于兩個(gè)光梳之間的相干時(shí)間有限喘垂，自由運(yùn)行的它們會(huì)面臨著共同的問題甜刻。
為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，一般會(huì)采用兩種策略：快速測(cè)量或者增加長期相干計(jì)算平均的額外處理步驟正勒。在快速測(cè)量的策略下得院，就必須高速執(zhí)行數(shù)據(jù)采集，以在有限的相干時(shí)間內(nèi)捕獲所需要的信息章贞。這種方法允許對(duì)氣體樣品進(jìn)行實(shí)時(shí)分析祥绞，但可能對(duì)某些應(yīng)用施加限制。
若想要增加額外的處理步驟來獲得單腔雙梳光譜中的長期相干平均值鸭限，第1種方法是引入輔助的連續(xù)激光器來跟蹤梳之間相對(duì)相位的演變就谜，這樣無需外部穩(wěn)定電子設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定的測(cè)量。
另一種方法是利用重頻差里覆，從而進(jìn)行自洽的相對(duì)光學(xué)相位采樣丧荐。在這種情況下，可以在無限長的測(cè)量時(shí)間內(nèi)獲得梳線分辨測(cè)量結(jié)果喧枷。這種方法消除了對(duì)穩(wěn)定電子設(shè)備的需求虹统，仍然實(shí)現(xiàn)了精確的氣體分析弓坞。
這兩種策略都增強(qiáng)了單腔雙梳光譜分析的能力，使其能夠在較長時(shí)間內(nèi)執(zhí)行高分辨率高刷新率的氣體測(cè)量车荔。單腔雙梳激光器能夠在不依賴穩(wěn)定外界電子器件的情況下獲得梳狀線分辨測(cè)量渡冻，為氣體傳感和過程控制應(yīng)用提供了更易于使用的解決方案。
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