超快飛秒光(guang)學新工具！單(dan)腔雙光(guang)梳的(de)厚膜檢(jian)測應用(yong)前景(jing)

介紹

單(dan)腔雙(shuang)光(guang)梳技(ji)術(shu)是近年來光(guang)學(xue)領域備受矚目(mu)的研究方向之(zhi)一。這(zhe)項技(ji)術(shu)不僅在光(guang)譜分析(xi)、激光(guang)測(ce)(ce)距、厚(hou)膜檢(jian)測(ce)(ce)、泵浦(pu)探測(ce)(ce)等領域具有(you)重要應用(yong)前景，還為研究精(jing)密(mi)光(guang)譜學(xue)、量子光(guang)學(xue)、光(guang)子學(xue)等提供了(le)全新(xin)的研究平(ping)臺(tai)。

正文

單(dan)腔(qiang)雙光(guang)(guang)梳技術是(shi)近年(nian)來光(guang)(guang)學(xue)(xue)領域(yu)備受矚目(mu)的(de)(de)研究方向之一。它利用了光(guang)(guang)學(xue)(xue)微(wei)腔(qiang)的(de)(de)特(te)殊(shu)結(jie)構和雙光(guang)(guang)梳的(de)(de)高度頻率(lv)穩定性，實現了在(zai)單(dan)個微(wei)腔(qiang)中同(tong)時產生兩個頻率(lv)間隔均勻的(de)(de)光(guang)(guang)學(xue)(xue)頻率(lv)梳。這項技術不僅在(zai)光(guang)(guang)譜分析(xi)、激光(guang)(guang)測(ce)(ce)距、厚(hou)膜檢測(ce)(ce)、泵浦探(tan)測(ce)(ce)等領域(yu)具有重要應用前景，還為研究精密光(guang)(guang)譜學(xue)(xue)、量子(zi)光(guang)(guang)學(xue)(xue)、光(guang)(guang)子(zi)學(xue)(xue)等提供了全(quan)新的(de)(de)研究平臺。

厚(hou)膜檢測(ce)——利用太(tai)赫茲時(shi)域光譜檢測(ce)材料

太(tai)赫(he)茲時(shi)域光(guang)譜是(shi)一種用于(yu)表征(zheng)材料(liao)并分析其在(zai)太(tai)赫(he)茲頻率范(fan)圍內(nei)的(de)特(te)性的(de)技術。該頻率范(fan)圍令人充滿興趣，因(yin)為許多工業相關材料(liao)是(shi)半(ban)透明或者具有(you)清(qing)晰的(de)光(guang)譜特(te)征(zheng)。太(tai)赫(he)茲時(shi)域光(guang)譜的(de)工作原理是(shi)發射(she)太(tai)赫(he)茲輻(fu)射(she)短脈沖(chong)，并測量脈沖(chong)穿過樣(yang)本并返回(hui)所需的(de)時(shi)間。通過分析返回(hui)脈沖(chong)的(de)特(te)性，可以獲(huo)得有(you)關樣(yang)品成(cheng)分、結構和動力學的(de)各(ge)類重要信息。

在(zai)汽車(che)行業(ye)中，太赫茲時域光譜常用(yong)于非(fei)接觸(chu)式測(ce)量(liang)(liang)油漆厚度。這(zhe)些測(ce)量(liang)(liang)對于確(que)保質(zhi)量(liang)(liang)和(he)檢測(ce)涂層(ceng)(ceng)不均勻、分(fen)層(ceng)(ceng)等潛在(zai)問題至關重要。同樣，太赫茲時域光譜可用(yong)于檢查飛機上(shang)的功能(neng)涂層(ceng)(ceng)，例(li)如防腐或熱障涂層(ceng)(ceng)。太赫茲時域光譜在(zai)其他領域也很有(you)用(yong)，例(li)如可用(yong)于研究各種(zhong)材料(liao)的光學和(he)電子特(te)性，包括(kuo)半導體、聚合物、陶(tao)瓷和(he)復合材料(liao)，有(you)助于確(que)定它(ta)們(men)的折射率(lv)、電導率(lv)和(he)其他基本參數。

挑戰(zhan)

實現高(gao)性能太(tai)赫茲時域光譜系統(tong)的(de)關鍵挑(tiao)戰之(zhi)一是光學延遲(chi)(chi)掃描。傳統(tong)的(de)太(tai)赫茲系統(tong)一直使用機(ji)械光學延遲(chi)(chi)線，但這樣(yang)通常需(xu)要在掃描速(su)度和掃描范圍之(zhi)間進行權衡(heng)。長距(ju)離(li)的(de)高(gao)速(su)移動是這些(xie)機(ji)械設備的(de)重大挑(tiao)戰。

太赫茲時域光(guang)譜(pu)系統(tong)經(jing)常(chang)應用于檢查厚度的光(guang)學(xue)系統(tong)之中(zhong)，其中(zhong)反射光(guang)需要(yao)被較(jiao)大的光(guang)學(xue)延遲所分(fen)開，同時，系統(tong)也需要(yao)足(zu)夠的光(guang)譜(pu)分(fen)辨率來解析光(guang)譜(pu)特(te)征。快速的光(guang)學(xue)延遲掃描(miao)在滿足(zu)這兩個要(yao)求方面發揮著(zhu)至關重要(yao)的作用。

通過(guo)快(kuai)速(su)光學延遲線，太赫茲(zi)系統可以(yi)部署在(zai)快(kuai)速(su)點掃描(miao)應用和需要在(zai)短時間內(nei)檢查大表(biao)面區域的(de)工廠中。在(zai)這些場景中，機械的(de)光學延遲通常難以(yi)實(shi)現高吞(tun)吐量的(de)性能要求。

采用單腔(qiang)雙梳的太赫茲系統應用

單腔雙(shuang)梳(shu)激(ji)光(guang)(guang)器為實(shi)(shi)現快速、精(jing)確的(de)(de)(de)光(guang)(guang)學(xue)延(yan)遲(chi)(chi)(chi)(chi)掃描提供了引人注(zhu)目的(de)(de)(de)解決方(fang)案(an)，消除了機械(xie)延(yan)遲(chi)(chi)(chi)(chi)級的(de)(de)(de)限(xian)制(zhi)。其共同噪(zao)聲抑制(zhi)確保了時間軸(zhou)上(shang)的(de)(de)(de)亞飛秒精(jing)度。這種對脈沖延(yan)遲(chi)(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)精(jing)確控制(zhi)可(ke)以實(shi)(shi)現高分辨(bian)率(lv)光(guang)(guang)譜和材料特性的(de)(de)(de)準確測(ce)定(ding)。單腔雙(shuang)梳(shu)的(de)(de)(de)GHz重(zhong)復率(lv)可(ke)實(shi)(shi)現納(na)秒級的(de)(de)(de)光(guang)(guang)學(xue)延(yan)遲(chi)(chi)(chi)(chi)掃描，這非常適合具有(you)長延(yan)遲(chi)(chi)(chi)(chi)掃描需(xu)求的(de)(de)(de)應用(yong)，但它又(you)避免了在沒有(you)信(xin)號的(de)(de)(de)區域中(zhong)浪費測(ce)量時間，這通常是低重(zhong)復率(lv)雙(shuang)激(ji)光(guang)(guang)系統遇(yu)到的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)。

此外，單腔雙(shuang)梳激(ji)光器的(de)(de)(de)短脈沖特性有利(li)于太赫(he)茲時域光譜的(de)(de)(de)寬(kuan)光譜覆(fu)蓋，短脈沖頻(pin)率梳可以在高效光電(dian)導天線 (PCA) 的(de)(de)(de)幫助下轉換為寬(kuan)帶(dai)太赫(he)茲脈沖，從而在較寬(kuan)的(de)(de)(de)帶(dai)寬(kuan)內提供詳細的(de)(de)(de)光譜信息。這(zhe)種太赫(he)茲頻(pin)率的(de)(de)(de)綜合表征(zheng)能(neng)力(li)能(neng)夠識別(bie)材料的(de)(de)(de)特定分子和結構特征(zheng)。

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