頻梳成譜技術(shù)突破性進(jìn)展 或?qū)⒃鰪?qiáng)光譜儀成譜分辨率

頻梳成譜技術(shù)突破性進(jìn)展 或?qū)⒃鰪?qiáng)光譜儀成譜分辨率

中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所太赫茲固態(tài)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室曹俊誠、黎華領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)基于高效的連續(xù)波、電泵浦太赫茲量子級聯(lián)激光器(THz QCL)光源，克服THz激光器的窄帶瓶頸，在國際上首次實(shí)現(xiàn)勻質(zhì)、寬譜THz QCL頻梳(Frequency comb)，頻率連續(xù)覆蓋范圍達(dá)到330GHz。

該指標(biāo)為束縛態(tài)到連續(xù)態(tài)躍遷THz QCL的世界紀(jì)錄。基于該勻質(zhì)、寬譜THz QCL頻梳，成功實(shí)現(xiàn)THz成譜分析。相關(guān)研究論文Homogeneous spectral spanning of terahertz semiconductor lasers with radio frequency modulation 發(fā)表在3月8日的《科學(xué)報(bào)告》上(W. J. Wan, H. Li, T. Zhou, and J. C. Cao, Sci. Rep. 7, 44109 (2017))。

自2005年有關(guān)頻梳的研究工作獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)以來，各個(gè)波段的頻梳研究逐漸成為熱點(diǎn)工作。頻梳由一系列頻率穩(wěn)定、等間距的譜線構(gòu)成。由于頻梳的頻率穩(wěn)定性非常高(Hz-kHz量級)，所以其可類比于一個(gè)尺子，從而應(yīng)用于絕對頻率測量、高精度成譜分析，或作為其它光的超穩(wěn)定頻率參考等。在THz波段，由于缺乏有效的輻射源，THz頻梳的研制具有一定的難度。在眾多THz輻射源中，電泵浦THz QCL技術(shù)是實(shí)現(xiàn)THz頻梳最有效和接近實(shí)用的方案?；诋?dāng)前實(shí)現(xiàn)的勻質(zhì)、寬譜THz QCL頻梳，課題組正在開發(fā)雙THz QCL頻梳成譜技術(shù)。與當(dāng)前商用化的THz光譜儀相比，頻梳成譜技術(shù)將來有望在成譜分辨率上提高3-4個(gè)數(shù)量級，具有明顯的產(chǎn)業(yè)化前景。

該項(xiàng)工作得到中科院“百人計(jì)劃”、科技部重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金、上海市科委國際科技合作基金等項(xiàng)目資助。