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朗思科技团队最新研究成果发表于《Light》期刊封面文章
2024/05/31

近日,朗思科技首席科学家任伟和首席技术官王震率领科研团队,突破性地提出并论证了腔增强光声双光梳光谱(Cavity-enhanced photoacoustic dual-comb spectroscopy),首次突破光频梳的梳齿能量瓶颈,实现近1000 倍的光功率增强,受传统竹笛结构启发,首次提出宽带增强声学谐振腔,将声波能量提升数百倍。这一重大研究进展发表于国际权威期刊《Light:Science & Applications》并成为Light 第13卷第4期封面文章

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《Light》 第13卷第4期封面

任伟教授和王震教授带领的研究团队携手中国科学院长春光机所王强研究员,突破性地提出并论证了腔增强光声双光梳光谱概念。该技术灵感来源于中国传统文化的“竹笛式”宽带声波腔的腔增强光声双光梳光谱,创新性地突破了光学频率梳的梳齿能量瓶颈,为人类认知世界打开了一扇新的大门。


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双光梳腔增强光声光谱实验系统图

近二十年来,光学频率梳(光频梳)光谱已经发展成为精密光谱和计量学、光谱激光雷达、环境监测以及高光谱全息成像等众多领域的强大工具。得益于一系列等间隔、高相干的频率谱线,光频梳可以提供极高分辨率的分子宽光谱信息,为高精密光谱测量开启了新的篇章。

双光梳光谱采用两个具有微小重复频率差的光频梳光源进行异步光学取样,通过多外差干涉反演目标分子的光谱信息,展现出高分辨率、宽带覆盖和快速测量等优点。国际上,以美国国家标准与技术研究院(NIST)和德国马克斯·普朗克量子光学研究所(MPQ)为代表的研究机构在该领域做出了许多开创性研究。然而,传统双光梳光谱从激光穿过待测样品的透射光中提取光谱信息,存在光学背景干扰,而有限的气体吸收长度也限制了探测灵敏度。这种直接光梳探测手段往往依赖于高带宽的光电探测器、高速数据采集卡等硬件设备,以及复杂的光谱解析技术,严重限制了双光梳光谱的广泛应用。



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“竹笛式”宽带声波腔的腔增强光声双光梳光谱


腔增强光声双光梳光谱,在当前光频梳光谱领域展现了领先的探测性能,可以实现宽波段范围内更灵敏的快速光谱分析,其无背景的光声探测方式有助于应对极端复杂的测量环境。结合光声多物理场耦合设计、MEMS技术和集成光学,基于该光谱方法的系统性能和环境适应性将不断提高。随着中红外光梳光源的发展,腔增强光声双光梳光谱有望进一步拓展到中红外指纹光谱区,实现无与伦比的灵敏度和更丰富的分子探测能力,为基于激光光谱技术的前沿科学探索和面向国家重大需求的大型工程应用提供可行性方案。


此次在《Light:Science & Applications》发表的最新封面文章,是集合了香港中文大学、中国科学院长春光机所、意大利国家光学研究所、欧洲非线性光谱实验室等国际光学界一线力量产生的重要成果。在这项研究突破中,朗思科技自研生产的光学谐振腔IRFP01为研究过程的光频梳功率增强起到了关键作用。目前朗思IRFP01光学谐振腔已经实现量产,针对不同的客户研发需求及应用场景,朗思科技可提供共轴衰荡腔,离轴积分腔,光声增强腔等产品,精细度达到600-60000。



微信图片_20240711155100.png朗思科技自主研发EOCD商业化光频梳

基于以上自主研发的技术突破,朗思科技推出了商业化的光学频率梳系统EOCD,内含两台相位锁定的光学频率梳。整套系统集成在标准19”机柜中,支持中心波长 1527~1569nm 之间任意调节,保偏光纤输出,梳齿间隔支持1MHz~1GHz调节,内置铷钟进行RF频率参考,使重复频率更加稳定。朗思EOCD光频梳系统的易用性,可调性,非常适合基于光频梳分子光谱的环境监测,燃烧诊断等研发应用。

LaSense朗思科技的核心技术团队,以开拓世界领先的激光光谱技术为己任,正持续挖掘激光光谱“实时、精准、非侵入”的巨大价值,打造国产科学分析仪器和传感器,为有气体量化分析需求的工业过程监测、ESG数字化、新能源安全监测、海洋和太空科考、尖端科学实验等领域,提供新质生产力。



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朗思科技是一家专注激光气体传感技术的国家高新技术企业。基于香港中文大学研究团队在先进激光光谱领域多年的原创技术积累,自主研发了满足国家高精度测量标准的仪器产品系列和传感器产品系列,在“碳达峰、碳中和”的国家战略中,迅速完成了国产仪器的替代和升级,解决了政府网格化碳监测和企业碳交易的气体数据需求,推动了国家碳监测标准的建立。

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朗思,一家“精确”的科技公司

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编辑 | 阿朗 思思
来源 | 朗思科技
审核 | 朗思科技