可见光波段矢量光谱分析仪问世

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  本报济南8月7日电（记者宋喜群、冯帆）日前，济南量子技术研究院团队与深圳国际量子研究院团队合作，在可见光集成光学领域取得重要进展：成功研制出一套新型可见光矢量光谱分析仪，该仪器首次实现对可见光波段集成光学器件进行高精度、宽带宽、矢量化的光谱测量。相关成果在国际学术期刊《自然·通讯》发表。

  可见光是人类视觉感知的主要波段，当前，在增强现实与虚拟现实、生物传感、原子分子物理等前沿领域，对可见光的精密操控与测量提出了前所未有的高要求。特别是在光学原子钟研究中，许多关键跃迁频率位于可见光范围，对这些频率的高精度测量不仅有助于推动基础物理研究的突破，也正深刻影响现代定位与导航系统的变革。

  近年来，随着可见光集成光学技术的快速发展，具备微型化、轻量化和低功耗优势的芯片级光学原子钟成为研究热点，然而，实现对这类芯片级器件的高效表征仍面临巨大挑战，其中最大的瓶颈在于缺乏兼顾宽光谱带宽与高频谱分辨率的测量技术与仪器。

  针对这一关键难题，研究团队创新设计并研制出新型矢量光谱分析仪，具备518—541纳米及766—795纳米的宽光谱覆盖范围，频率分辨率达到161千赫。该系统基于外腔半导体激光器，结合宽带啁啾周期极化铌酸锂波导实现倍频，实现高功率、窄线宽、无跳模的可见光连续可调谐激光输出。同时，系统引入碱金属原子和碘分子的超精细结构作为频率基准，实现了兆赫级别的高精度频率标定。

  该研究成果展示了目前在可见光波段最先进的矢量光谱测量能力，填补了可见光集成器件在宽带矢量光谱测量方面的技术空白，也为芯片级光学原子钟的实现提供了关键支撑，有望显著提升集成光学器件的设计效率、测试可靠性与工程化水平。