SPIE 梳型分辨自适应采样太赫兹分布式控制系统的结构，陈等
，doi: 10
1117/1
美国联合通讯社(Associated Press)
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三
036004
信用:SPIE 光谱学起源于19世纪早期对物质和电磁辐射之间相互作用的好奇
由于电子和材料科学的进步，各种光谱学技术现在被常规地用于通过分析材料如何吸收或反射电磁波来研究材料的组成及其化学键的性质
不同的材料在很宽的频率范围内具有不同的吸收曲线
某些分子系统中的一些重要特征，如水系统中的氢键或蛋白质的自组装，只能在太赫兹(10000亿赫兹)频率(近红外范围)的吸收谱中看到
科学家们一直在积极开发与这种高频兼容的光谱技术，一种很有前途的技术叫做太赫兹双梳光谱
虽然这种方法在太赫兹范围内提供了许多优于其他方法的优点，但是由于测量系统的高度复杂性，其使用受到限制，测量系统通常需要两个独立的稳定激光器作为辐射源
现在，来自日本德岛大学、中国北航大学和法国奥帕莱滨海大学的研究人员报道了一种新的太赫兹双梳光谱方案，该方案只需要一个激光源，同时还能提供出色的分辨率
为了理解他们方法的主要方面，这有助于理解太赫兹双梳光谱学的基础
术语“双梳”是指这样一个事实，即当激光脉冲相对于频率绘制时，在太赫兹区域的宽频率范围内看起来像一系列等间距的尖峰(谱线)，因此是“梳”
在双梳光谱学中，使用两个具有稍微不同“梳”的激光器来测量样品的吸收轮廓
由于系统的性质，由两个梳的“混合”产生的实际测量的信号占据了低得多的频率范围，但仍然反映了所有感兴趣的高频信息
然而，使用两个激光器会导致稳定控制的问题
为了解决稳定性的问题，研究人员使用了一个激光器来生产两个梳子
然而，当两个梳由同一个激光源产生时，“抖动”或定时不稳定性模糊了反映在最终测量的低频信号中的高频信息
他们通过使用一种称为自适应采样的技术来纠正这种不良现象，通过这种技术，要数字采集的信号不是在相等的时间周期内采样，而是在特定的时间计算，以最小化梳之间相对定时的任何漂移或误差
为了证明他们的方法，研究人员对空气和乙腈混合物进行了测量
当用太赫兹辐射照射时，这种特殊气体表现出特征性特征，最重要的是，这些特征随压力而略有变化
由于这些变化非常小，以前使用单个激光器的双梳光谱学方法由于分辨率有限而无法检测到它们
相比之下，研究人员可以使用这项研究中提出的方案来准确观察这些特征
他们报告了一个非常窄的吸收线宽(25兆赫)——第一次用双梳光纤激光器实现
研究人员已经在研究另一种互补技术，这种技术可以进一步提高单激光太赫兹双梳光谱的分辨率
自适应采样技术的使用降低了系统的复杂性，从而拓宽了精确太赫兹电子显微镜的应用领域，为科学家进一步探索物质世界提供了一个强大而简单的工具
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