单自由运转光纤激光器的双太赫兹梳状光谱
Terahertz(THz)频率梳作为THz频率测量中宽带太赫兹辐射的精确频率尺越来越引起科学家的注意。THz梳由于其梳齿状频谱具有宽带辐射和窄线宽的特性,不仅已经被用于连续波太赫兹源的绝对频率测量,而且很有潜力通过双THz梳谱(THz-DCS)进一步扩展到光谱。双太赫兹(THz)梳状光谱可实现高光谱分辨率、高光谱精度和宽光谱覆盖;然而,对双稳飞秒激光器的依赖阻碍了其通用性。近日,来自日本德岛大学和北京航空航天大学的学者首次展示了使用单自由运行光纤激光器实现的双THz梳状光谱。相关内容以《Dual terahertz comb spectroscopy with a single free-running fbre laser》为题发表在《Scientific Reports》上。
图1 实验装置 插图显示了双λ梳状激光振荡器的光学照片
通过利用腔内Lyot滤波器调节腔损耗相关的增益谱以及腔长度和色散的精确操纵,在单个激光腔中产生具有稍微失谐的重复频率的双波长梳状光束。由于这种梳状光束来自相同的腔,它们收到重复频率的共模波动,因此它们之间的相应频率差异在几百赫兹左右被动地稳定,波动在毫赫兹之内。通过使用单个自由运行光纤激光器大大减小激光源的尺寸,复杂性和成本,并且双THz梳状光谱系统保持与配备双稳定光纤的系统不相上下的光谱带宽和功率谱动态范围,可以有效地解决大气压力下的乙腈气体的高精度光谱测量问题。这种系统是太赫兹光谱和其他应用中一个有吸引力的实际解决方案。
图2 双λ梳状铒离子光纤激光器振荡光的基本性能 (a)双λ梳状光的光谱 (b)双λ梳光中重复频率信号的射频谱 (c)δfrep1和δfrep2时域波动 (d)Δfrep的时域波动
图3 单自由运行和双稳态THz-DCS系统的基本性能比较 (a)频谱带宽 THz功率谱的动态范围:(b)校正不同的重复频率之前和(c)校正不同的重复频率之后
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