精密測(cè)量院在真空紫外光梳光譜領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

2024-07-23 08:46:51來源：中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院閱讀量：79 評(píng)論

　　近日，精密測(cè)量院柳曉軍研究團(tuán)隊(duì)在真空紫外(VUV)光梳光譜研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)成員利用自主研制的VUV光梳系統(tǒng)，成功測(cè)量了氙原子(~146.96nm)和二氧化氮分子(~148.32 nm)位于真空紫外波段的躍遷譜線，光譜分辨能力優(yōu)于30 MHz。該成果證實(shí)了精密測(cè)量院自主搭建的VUV光梳系統(tǒng)具備精密測(cè)量的能力，為在更高精度上開展真空紫外乃至極紫外波段簡(jiǎn)單原子分子精密譜測(cè)量奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在國(guó)際知名期刊《光學(xué)快報(bào)》(Optics Letters)上。

　　作為一種新型窄線寬、臺(tái)面型相干光源，真空/極紫外(VUV/XUV)光學(xué)頻率梳在精密測(cè)量物理領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值，因而備受科研工作者關(guān)注。例如，在VUV/XUV波段對(duì)少電子原子或離子體系開展精密光譜測(cè)量，可以探究量子電動(dòng)力學(xué)(QED)理論的適用邊界?；诖?，柳曉軍研究團(tuán)隊(duì)于2020年率先研制了國(guó)內(nèi)首套、參數(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的VUV/XUV光學(xué)頻率梳系統(tǒng)。然而，利用VUV/XUV光學(xué)頻率梳系統(tǒng)開展光梳光譜測(cè)量存在諸多技術(shù)難點(diǎn)，如：千瓦級(jí)飛秒共振增強(qiáng)腔的穩(wěn)定工作、高次諧波的高效產(chǎn)生、VUV/XUV光的高效耦合輸出、VUV/XUV光梳線寬的操控等。截至目前，世界上僅有兩個(gè)團(tuán)隊(duì)完成了VUV/XUV光梳光譜測(cè)量工作。

　　精密測(cè)量院研究團(tuán)隊(duì)通過刻苦攻關(guān)，攻克了上述技術(shù)難點(diǎn)，成功在VUV波段實(shí)現(xiàn)了光梳光譜測(cè)量，成為當(dāng)前國(guó)際上第三個(gè)掌握VUV波段光梳光譜技術(shù)的團(tuán)隊(duì)。結(jié)合對(duì)二氧化氮分子的光譜測(cè)量，證實(shí)VUV波段光梳光譜分辨能力優(yōu)于30 MHz。考慮各種光譜展寬效應(yīng)后，得到VUV光梳梳齒線寬小于28 MHz。此外，通過大范圍掃描光梳重復(fù)頻率，該VUV光梳系統(tǒng)還可以用于絕對(duì)頻率精密測(cè)量，待進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)后，精度有望進(jìn)入kHz量級(jí)。

利用VUV光梳測(cè)量NO2分子148.32nm附近躍遷的工作方案示意圖

　　該研究成果近日以“Measurement of the linewidth of a home-built vacuum ultraviolet comb by frequency comb spectroscopy on NO2”為題發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《光學(xué)快報(bào)》上。精密測(cè)量院博士生朱穆峰為第一作者，副研究員華林強(qiáng)和研究員柳曉軍為共同通訊作者。

　　該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院等部門長(zhǎng)期以來的大力支持。

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