近日，年夜连理工年夜学教授梅亮团队及之江试验室研究员严国峰团队于单光子周详光谱丈量领域取患上主要进展。他们提出了单光子双梳鬼成像光谱技术，其采器具有正交矩阵调制模式分辩光谱的双梳光源，并经由历程鬼成像原理重修了高分辩率光谱。相干结果发表于《天然-通信》期刊。
单光子光谱技术可以或许为光通量处在光子级另外极弱光场提供高分辩率的光谱信息，于极端光场探测中阐扬着要害作用，显著拓展了人类于天文、物理、生物医学和情况科学等前沿领域的探测极限。然而，用在单光子光谱丈量的探测器是缺少光谱分辩能力的单像素二元器件，经由历程输出离散的“1”（高电平）及“0”（低电平）旌旗灯号来实现光子计数，这类二元特征为用“低维”光子计数旌旗灯号重修“高维”光谱信息带来了庞大挑战。
传统单光子光谱技术通常接纳单光子探测器件连续收罗光子旌旗灯号，并经由历程堆集时域或者空域色散的能量漫衍来赔偿单光子探测的二元特征，从而经由历程光子计数的统计直方图实现光谱丈量。然而，年夜多数色散型单光子光谱仪仅能实现亚纳米级光谱分辩率，且丈量速率迟缓。迄今为止，于极弱光场前提下仍难以实现高速高分辩率光谱丈量。
本事情中，研究团队于双梳鬼成像光谱体系中，实现了频率距离125 MHz、线宽12.5 kHz的双梳光谱的高精度矩阵编码，消光比优在-20 dB。于光功率衰减至210 fW的前提下，经由历程毫秒量级的光子计数以和鬼成像盘算要领获得了乙炔份子的指纹接收光谱，光谱分辩率达125 MHz，单次谱规模8 GHz。相比在现有方案，于划一光子水平和光谱分辩率前提下，丈量速率晋快盈VIII官网-升1000倍。此外，该研究另有实现了每一梳线功率仅飞瓦量级的相移光纤光栅超长间隔光纤传感。
本研究事情将高速高分辩光谱技术推进至飞瓦量级的单光子水平，为高敏捷度痕量份子遥测、长间隔光纤传感和光毒性/光敏份子指纹谱表征等奠基了主要基础。
相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-63516-w
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