双梳光谱学

光谱学有着广泛的应用，涵盖从量子电动力学的基本检验与分子结构研究，到环境传感、生物医学诊断和工业监测等众多领域。近年来，一种极具前景、有望变革该领域的光谱仪器脱颖而出：双光梳光谱仪。它依赖于两台锁模超快激光的干涉，这两台激光产生宽带的频率梳，由等间隔的窄谱线组成。频率梳是由相位相干、等间隔的锐利激光谱线组成的光谱。这类基于飞秒锁模激光的频率梳，最初于20世纪90年代在马克斯·普朗克量子光学研究所开创，彻底革新了频率和时间的测量。在频率计量学中，激光频率梳就像频率空间里的一把尺子，能便捷地连接微波频率与光学频率，和/或测量两个光学频率之间的大间隔。

在过去的二十年里，频率梳找到了新的应用，其中之一便是双光梳光谱。双光梳光谱使用两台重复频率略有不同的光学频率梳，将光学光谱直接映射到射频域，从而解决了将宽光谱覆盖与高分辨率和高精度结合起来的挑战。该方法基于时域干涉测量，避免了机械扫描，能够实现精确、快速和宽带的测量。双光梳光谱已在从太赫兹到可见光范围的整个电磁波谱上实现，并正朝着紫外波段不断努力。

在发表于Nature Reviews Methods Primers的一篇教程文章中，Nathalie Picqué（马克斯·玻恩研究所及柏林洪堡大学）和 Theodor W. Hänsch（马克斯·普朗克量子光学研究所及慕尼黑大学）介绍了双光梳光谱的原理、进展、代表性应用，以及当前的局限性和未来发展的新兴方向。

他们强调，由于测量不依赖于几何约束，双光梳干涉仪为宽带光谱学提供了一条概念上的路径，其分辨率完全由时间相干性决定，同时也为迈向高度微型化的光谱仪指明了方向。

相关链接：https://dx.doi.org/10.1038/s43586-026-00481-8