科研人員研發(fā)出一種新的超快激光平臺，可產生擁有前所未有的一百萬條梳狀線的超寬帶紫外(UV)頻率梳，供給卓越的光譜分辨率。這種新辦法還能產生極其精確和穩(wěn)定的頻率，可加強高分辨率原子和分子光譜學。光學頻率梳能發(fā)出數千條間隔規(guī)則的光譜線，它改變了計量學、光譜學和經過光學原子鐘進行精確計時等行業(yè)，并因此呢得到了2005年諾貝爾理學學獎。最初的頻率梳在可見光到近紅外范圍內工作。推出后不久，經過光學諧波出現技術，其光譜范圍擴展到紫外區(qū)，為精細激光光譜學打開了一個新的光譜行業(yè)。中佛羅里達大學光學與光子學院CREOL的科研小組組長 Konstantin Vodopyanov 說：“盡管如此，在紫外范圍內實現寬帶覆蓋和高光譜分辨率仍然是一個相當大的挑戰(zhàn)?！?/p>

新辦法產生極其準確和穩(wěn)定的頻率，能夠明顯加強精確計時和高分辨率原子和分子光譜。在《Optica》雜志上，科研人員介紹了她們的高分辨率雙梳光譜系統(tǒng)，該系統(tǒng)可產生兩個超寬紫外光譜區(qū)的光。頻率梳的線間距僅為80MHz，分辨率高達1000萬。Vodopyanov說：“寬帶、高分辨率紫外光譜技術為認識原子和分子中的電子躍遷供給了獨特的視角，使其在化學分析、光化學、大氣痕量氣體傳感和系外行星探測等應用中具有沒有價之寶的價值，在這些應用中，同期探測海量吸收特征是至關重要的?！?/p>

雙梳光譜

雙梳光譜法能夠精確細化UV梳狀線結構為了將包括一百萬條緊密間隔光譜線的紫外頻率梳用于光譜學應用，科研人員需要一種能夠實現高光譜分辨率的辦法--超越現有光譜儀的能力。

雙梳光譜法能夠精確細化UV梳狀線結構

她們采用了雙梳光譜法，這是一種功能強大的新技術，它在單個探測器上結合了兩個線間距略有區(qū)別的頻率梳，產生干涉圖。經過傅立葉變換，能夠重建全部光譜，擁有極高的光譜分辨率和快速的數據采集能力。

科研小組組長Vodopyanov說：“盡管在過去十年中，雙梳光譜學在中紅外和太赫茲區(qū)域取得了重大發(fā)展，但在紫外光譜范圍仍存在顯著差距，現有的演示在分辨率、帶寬或兩者方面都存在不足?！睘榱藨獙@一挑戰(zhàn)，科研人員研發(fā)了一種激光平臺，能夠產生波長為2.4微米的高度相干超快紅外脈沖。利用非線性晶體，她們產生了第 6 次和第 7 次諧波，從而產生了兩個紫外波段：第6次諧波覆蓋了約100萬條光譜分辨梳狀線，第7次諧波包括了約55萬條梳狀線。這般就產生了兩個紫外光譜范圍，分別為 372~410 納米和 325~342 納米。為了實現雙梳狀光譜，她們復制了寬帶紫外頻率梳狀系統(tǒng)，從而進一步完善了紫外梳狀結構。

精確的光譜線

經過將光譜線與原子鐘進行參照，科研人員保證她們能夠進行高精度的光譜測繪，以滿足最苛刻的應用需求。做為演示，她們運用雙梳光譜系統(tǒng)測繪了 IPG/OptiGrate 制造的體布拉格光柵鏡的窄反射光譜。科研人員叫作，新系統(tǒng)實現了10,000,000的分辨率，遠遠優(yōu)于現有的光柵和傅立葉光譜儀。下一步，科研人員的目的是將這項技術擴展到更深的紫外區(qū)域，波長可能達到100納米。返回外鏈論壇： http://www.fok120.com，查看更加多