日前，濟(jì)南量子技術(shù)研究院團(tuán)隊(duì)與深圳國(guó)際量子研究院團(tuán)隊(duì)合作，在可見(jiàn)光集成光學(xué)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展：成功研制出一套新型可見(jiàn)光矢量光譜分析儀，該儀器首次實(shí)現(xiàn)對(duì)可見(jiàn)光波段集成光學(xué)器件進(jìn)行高精度、寬帶寬、矢量化的光譜測(cè)量。相關(guān)成果在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》發(fā)表。

可見(jiàn)光是人類視覺(jué)感知的主要波段，當(dāng)前，在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)、生物傳感、原子分子物理等前沿領(lǐng)域，對(duì)可見(jiàn)光的精密操控與測(cè)量提出了前所未有的高要求。特別是在光學(xué)原子鐘研究中，許多關(guān)鍵躍遷頻率位于可見(jiàn)光范圍，對(duì)這些頻率的高精度測(cè)量不僅有助于推動(dòng)基礎(chǔ)物理研究的突破，也正深刻影響現(xiàn)代定位與導(dǎo)航系統(tǒng)的變革。

近年來(lái)，隨著可見(jiàn)光集成光學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，具備微型化、輕量化和低功耗優(yōu)勢(shì)的芯片級(jí)光學(xué)原子鐘成為研究熱點(diǎn)，然而，實(shí)現(xiàn)對(duì)這類芯片級(jí)器件的高效表征仍面臨巨大挑戰(zhàn)，其中最大的瓶頸在于缺乏兼顧寬光譜帶寬與高頻譜分辨率的測(cè)量技術(shù)與儀器。

針對(duì)這一關(guān)鍵難題，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)并研制出新型矢量光譜分析儀，具備518—541納米及766—795納米的寬光譜覆蓋范圍，頻率分辨率達(dá)到161千赫。該系統(tǒng)基于外腔半導(dǎo)體激光器，結(jié)合寬帶啁啾周期極化鈮酸鋰波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)倍頻，實(shí)現(xiàn)高功率、窄線寬、無(wú)跳模的可見(jiàn)光連續(xù)可調(diào)諧激光輸出。同時(shí)，系統(tǒng)引入堿金屬原子和碘分子的超精細(xì)結(jié)構(gòu)作為頻率基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了兆赫級(jí)別的高精度頻率標(biāo)定。

該研究成果展示了目前在可見(jiàn)光波段最先進(jìn)的矢量光譜測(cè)量能力，填補(bǔ)了可見(jiàn)光集成器件在寬帶矢量光譜測(cè)量方面的技術(shù)空白，也為芯片級(jí)光學(xué)原子鐘的實(shí)現(xiàn)提供了關(guān)鍵支撐，有望顯著提升集成光學(xué)器件的設(shè)計(jì)效率、測(cè)試可靠性與工程化水平。（記者宋喜群、馮帆）

分享讓更多人看到