精密测量院在真空紫外光梳光谱领域取得重要进展
- 2024-08-01 08:50:341105
来源:中国科学院精密测量科学与技术创新研究院
作为一种新型窄线宽、台面型相干光源,真空/极紫外(VUV/XUV)光学频率梳在精密测量物理领域具有重要应用价值,因而备受科研工作者关注。例如,在VUV/XUV波段对少电子原子或离子体系开展精密光谱测量,可以探究量子电动力学(QED)理论的适用边界。基于此,柳晓军研究团队于2020年率先研制了国内首套、参数达到国际先进水平的VUV/XUV光学频率梳系统。然而,利用VUV/XUV光学频率梳系统开展光梳光谱测量存在诸多技术难点,如:千瓦级飞秒共振增强腔的稳定工作、高次谐波的高效产生、VUV/XUV光的高效耦合输出、VUV/XUV光梳线宽的操控等。截至目前,世界上仅有两个团队完成了VUV/XUV光梳光谱测量工作。
精密测量院研究团队通过刻苦攻关,攻克了上述技术难点,成功在VUV波段实现了光梳光谱测量,成为当前国际上第三个掌握VUV波段光梳光谱技术的团队。结合对二氧化氮分子的光谱测量,证实VUV波段光梳光谱分辨能力优于30 MHz。考虑各种光谱展宽效应后,得到VUV光梳梳齿线宽小于28 MHz。此外,通过大范围扫描光梳重复频率,该VUV光梳系统还可以用于绝对频率精密测量,待进一步技术改进后,精度有望进入kHz量级。
利用VUV光梳测量NO2分子148.32nm附近跃迁的工作方案示意图
该研究成果近日以“Measurement of the linewidth of a home-built vacuum ultraviolet comb by frequency comb spectroscopy on NO2”为题发表在国际学术期刊《光学快报》上。精密测量院博士生朱穆峰为第一作者,副研究员华林强和研究员柳晓军为共同通讯作者。
该研究工作得到了国家自然科学基金委、中国科学院等部门长期以来的大力支持。