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4月12日，記者從山西大學(xué)獲悉，該校賈鎖堂教授團(tuán)隊(duì)在雙光梳光聲光譜的共振探測(cè)研究中取得進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《光：科學(xué)與應(yīng)用》期刊。24f即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com

自2002年首次提出概念，雙光梳光譜技術(shù)在2004年驗(yàn)證有效性后，便成為激光光譜學(xué)領(lǐng)域備受矚目的新興技術(shù)。該技術(shù)同時(shí)具備傳統(tǒng)寬帶光源和激光光源的優(yōu)勢(shì)，且擁有寬光譜、高分辨和測(cè)量速度快等特點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)，該技術(shù)利用兩個(gè)高度相干光學(xué)頻率梳輸出的相干脈沖序列之間的異步光采樣，將光頻信息下轉(zhuǎn)換到了射頻頻段，然后通過(guò)高速光電探測(cè)器對(duì)透射光進(jìn)行收集，進(jìn)而反演出吸收信息。24f即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com

2020年，國(guó)際上有學(xué)者提出了雙光梳光聲光譜的概念，并使用麥克風(fēng)和聲電換能器完成了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。雙光梳光聲光譜技術(shù)因其具有配置簡(jiǎn)單、對(duì)光學(xué)吸收長(zhǎng)度和光波長(zhǎng)的獨(dú)立性、無(wú)背景噪聲干擾，以及相較于傳統(tǒng)探測(cè)器更高的飽和功率等優(yōu)點(diǎn)，在高靈敏、寬帶光譜檢測(cè)方面展現(xiàn)出巨大潛力。24f即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com

研究人員介紹，現(xiàn)行的雙光梳光聲光譜檢測(cè)系統(tǒng)，通常使用寬帶設(shè)備如麥克風(fēng)來(lái)探測(cè)由雙光梳產(chǎn)生的多外差聲波，這帶來(lái)了采集帶寬和采集速度上的優(yōu)勢(shì)。然而，此探測(cè)方式也有局限性。聲波的共振增強(qiáng)在光聲光譜中至關(guān)重要，可以顯著提高靈敏度（最高可以提高100倍），但該技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)聲波的共振增強(qiáng)。另一方面，寬帶測(cè)量引入的寬帶背景噪聲可能會(huì)限制靈敏度的進(jìn)一步提升，同時(shí)帶來(lái)探測(cè)動(dòng)態(tài)范圍的減小。24f即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com

研究團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)原理圖（受訪者供圖）24f即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com

研究團(tuán)隊(duì)利用小體積、低成本的石英音叉來(lái)完成對(duì)雙光梳誘導(dǎo)產(chǎn)生的多外差聲波的共振式探測(cè)。與傳統(tǒng)的雙光梳光譜方法不同，石英增強(qiáng)多外差共振光聲光譜技術(shù)通過(guò)對(duì)多外差聲波中心頻率的動(dòng)態(tài)掃描，依次提取與石英音叉共振的頻率成分，降低了對(duì)兩個(gè)光學(xué)頻率梳互相干時(shí)間的需求。同時(shí)，該技術(shù)通過(guò)石英音叉進(jìn)行聲學(xué)濾波，之后使用相敏檢測(cè)器進(jìn)行電學(xué)濾波（<1 Hz），提高信號(hào)幅值的同時(shí)完成了低噪聲的光-聲-電能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)探測(cè)靈敏度。另一方面，石英音叉的超窄帶寬同樣也帶來(lái)了動(dòng)態(tài)范圍和分辨率上的優(yōu)勢(shì)。24f即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com