Study of real-time dual-comb spectroscopy in versatile spectral region based on on-chip devices

基于片上器件的通用光谱区实时双梳光谱研究

• 批准号: 22KF0143
• 负责人: 美濃島 薫
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0143/
• 关键词: Optical frequency comb; High repetition rate; Fiber laser; Carrier envelope offset; Supercontinuum; Dual-comb

2つの750 MHzの高繰り返しコムを用いて、完全に位相ロックされ、一定の繰り返し周波数差に高精度に制御されたデュアルコムを構築した。まず、Comb1の繰り返し周波数を、低速のキャビティ長フィードバックによってロックした。Comb1とComb2のキャリア・エンベロープ・オフセット周波数を検出し、高精度に位相同期した。次に、狭線幅 CWレーザーとComb 1のモード間のビート信号を検出した。ビート信号は、音響光学周波数シフターとPZTへのフィードバックによって、それぞれ高速制御および低速位相制御を行った。一方、Comb2とCWレーザーの間のビート信号は、可動範囲の異なる短尺PZTと長尺PZTを用いることでそれぞれ高速と低速の位相制御を行った。その結果、ビート信号とキャリア・エンベロープ・オフセット周波数の安定性は、平均時間 1 秒で 10^-15 レベルが得られた。制御帯域幅は約1kHz が得られた。次に、構築した系を用いてデュアルコム分光測定を行った。その際に、デジタル位相補正技術をインターフェログラムに適用する手法を開発した。位相補正により、3 つのナイキスト ゾーン (光周波数において180 GHz 範囲) にまたがるエイリアシングされたRF周波数スペクトルを補正する手法を開発し、測定範囲を拡大することに成功した。その結果、アセチレンガスの吸収プロファイルを測定し、HITRAN データベースとの一致を得られた。一方、デジタル位相補正技術を、波長1.5 um の 2つのメカニカル共有コムにも適用した。HCNガスの吸収プロファイルを高精度で測定し、HITRANデータベースとの一致を確認した。このように、高精度なデュアルコム分光システムを実現した。

2 つ の 750 MHz の high Qiao り return し コ ム を with い て, completely に phase ロ ッ ク さ れ, certain の Qiao り return し cycle number of differential に high-precision に suppression さ れ た デ ュ ア ル コ ム を build し た. Youdaoplaceholder0, the frequency of the return of Comb1, the frequency of the <s:1>, the low-speed キャビティ, the long フィ, the ドバッ, the によってロッ, the によってロッ, and the た. Comb1 と Comb2 の キ ャ リ ア · エ ン ベ ロ ー プ · オ フ セ ッ ト cycle for を 検 し, high-precision に phase during the same period し た. Time に, narrow line width, the CW レ ー ザ ー と Comb 1 の モ ー ド between の ビ ー ト signal を 検 out し た. ビ ー ト は, stereo optical signal cycle for シ フ タ ー と PZT へ の フ ィ ー ド バ ッ ク に よ っ て, そ れ ぞ れ high-speed suppression お よ び low-speed phase line system royal を っ た. Party, Comb2 と the CW レ ー ザ ー の between の ビ ー ト signal は, moving van 囲 の different な る short feet PZT と ruler PZT を with い る こ と で そ れ ぞ れ high-speed と の phase system at low speed ride on を っ た. そ の results, ビ ー ト signal と キ ャ リ ア · エ ン ベ ロ ー プ · オ フ セ ッ ト cycle for の stability は, average time で 10 ^ 1 seconds to 15 レ ベ ル が must ら れ た. The amplitude of the control band is approximately 1kHz が to obtain られた. Then に, construct the た system を and determine the を rows った by に てデュア and コム コム spectrophotometry. そ の interstate に, デ ジ タ ル phase correction technology を イ ン タ ー フ ェ ロ グ ラ ム に applicable す る gimmick を open 発 し た. Phase corrected に よ り, 3 つ の ナ イ キ ス ト ゾ ー ン (light cycle for に お い て 180 GHz van 囲) に ま た が る エ イ リ ア シ ン グ さ れ た RF frequency count ス ペ ク ト ル を corrected す る gimmick を open 発 し, determination of van 囲 を company, big す る こ と に successful し た. そ の results, ア セ チ レ ン ガ ス の suction 収 プ ロ フ ァ イ ル を し, HITRAN デ ー タ ベ ー ス と の consistent を have ら れ た. One party, the デジタ コムに phase correction technology を, and the wavelength 1.5um <s:1> 2 メカニカ メカニカ メカニカ jointly have コムに <e:1> applicable <s:1> た. HCN ガ ス の suction 収 プ ロ フ ァ イ ル を determination of high precision で し, HITRAN デ ー タ ベ ー ス と の consistent を confirm し た. <s:1> ように, high-precision なデュア なデュア コム コム spectrophotometric システムを actual occurrence of <s:1> た.

项目成果

Quasi-real-time dual-comb spectroscopy based on 750-MHz Yb:fiber combs unfolding aliasing down-sampled spectra

基于 750 MHz Yb 的准实时双梳光谱：光纤梳展开混叠下采样光谱

• 发表时间: 2022
• 作者: H. Tian;R. Li;L. A. Sterczewski;T. Kato;A. Asahara;and K. Minoshima
• 通讯作者: and K. Minoshima

A Simple Scheme for Phase-sensitive Dual-comb Spectroscopy with Mechanical-sharing Dual-comb Laser

机械共享双梳激光器相敏双梳光谱的简单方案

• 发表时间: 2022
• 作者: 二宮翔;西堀麻衣子;大須賀遼太;田中銀平;藪下瑞穂;蟹江澄志;村松淳司;M. Tashiro and T. Tsukahara;Takeru Endo,Haochen Tian,Akifumi Asahara,Kaoru Minoshima
• 通讯作者: Takeru Endo,Haochen Tian,Akifumi Asahara,Kaoru Minoshima

ヴロツワフ科学技術大学(ポーランド)

弗罗茨瓦夫科技大学（波兰）

Comb-Line Resolved Dual-Comb Spectroscopy Using Free-Running Mechanical Sharing Combs

• DOI: 10.1364/cleopr.2022.cthp6f_03
• 发表时间: 2022-07
• 期刊: 2022 Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR)
• 作者: Haochen Tian;Runmin Li;Takeru Endo;A. Asahara;L. Sterczewski;K. Minoshima

デュアルコムレーザーにおける簡便な選択的位相活用分光

双梳激光器中的简单选择性相位利用光谱

• 发表时间: 2022
• 作者: 遠藤 健;Tian Haochen;浅原 彰文;美濃島 薫
• 通讯作者: 美濃島 薫