【光学前沿资讯】亚皮秒级精度！华中科大团队在双光梳干涉仪领域取得突破

   双光梳干涉仪技术在精密测量领域一直备受关注，2024年09月29日华中科技大学张新亮、张驰教授团队在这一领域取得了显著进展。他们提出了一种新方案，成功压缩了双光梳干涉仪中的相对定时抖动，达到了亚皮秒级的精度。

    研究背景
双光梳系统通过两个光频梳的多外差干涉，等效产生一个下变频的“射频梳”，将光学的高稳定性特征转移到射频域。这种技术在高精度时域计量领域具有广泛的应用前景，如绝对距离测量、超快动态过程分析等。相对定时抖动是衡量双光梳干涉仪时域稳定性的重要指标，其测量和压缩对于提高系统性能至关重要。

    研究内容
张驰教授团队提出了一种创新的方案，通过在频域中纠正相对定时抖动问题。他们利用傅里叶变换关系，将相对定时抖动在频域中反映为射频梳状线的缩放误差。通过记录波长畸变，可以定量体现这种相对定时抖动。研究中，他们使用了宽带法布里-珀罗腔（F-P腔）来周期性地跟踪波长偏差，并通过校准算法有效地对其进行纠正和压缩。

    研究结果
实验结果显示，绝对波长偏差被压缩到小于0.4pm，相当于亚皮秒级的脉冲间相对定时抖动灵敏度。此外，在多重相干平均下，Allan偏差达到了10^-10，这为模式分辨自由运转双光梳光谱学应用奠定了基础。实验还测量了环境温度下氰化氢气体分子的光谱吸收特征，并与HITRAN数据库进行了匹配，实现了100MHz的光谱分辨率。

    这项研究为双光梳平台中相对定时抖动的测量和后处理提供了新思路，对精密应用如绝对距离测量、时钟同步和高分辨率光谱测量等具有重大潜在影响。引入宽带F-P腔，以高灵敏度跟踪定时抖动引起的波长偏差，在高容量光传感和光网络系统中具有潜在的应用价值。