可見光波段矢量光譜分析儀問世

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本報濟南8月7日電（記者宋喜羣、馮帆） 日前，濟南量子技術研究院團隊與深圳國際量子研究院團隊合作，在可見光集成光學領域取得重要進展：成功研製出一套新型可見光矢量光譜分析儀，該儀器首次實現對可見光波段集成光學器件進行高精度、寬帶寬、矢量化的光譜測量。相關成果在國際學術期刊《自然·通訊》發表。

可見光是人類視覺感知的主要波段，當前，在增強現實與虛擬現實、生物傳感、原子分子物理等前沿領域，對可見光的精密操控與測量提出了前所未有的高要求。特別是在光學原子鐘研究中，許多關鍵躍遷頻率位於可見光範圍，對這些頻率的高精度測量不僅有助於推動基礎物理研究的突破，也正深刻影響現代定位與導航系統的變革。

近年來，隨着可見光集成光學技術的快速發展，具備微型化、輕量化和低功耗優勢的芯片級光學原子鐘成為研究熱點，然而，實現對這類芯片級器件的高效表徵仍面臨巨大挑戰，其中最大的瓶頸在於缺乏兼顧寬光譜帶寬與高頻譜分辨率的測量技術與儀器。

針對這一關鍵難題，研究團隊創新設計並研製出新型矢量光譜分析儀，具備518—541納米及766—795納米的寬光譜覆蓋範圍，頻率分辨率達到161千赫。該系統基於外腔半導體激光器，結合寬帶啁啾週期極化鈮酸鋰波導實現倍頻，實現高功率、窄線寬、無跳模的可見光連續可調諧激光輸出。同時，系統引入鹼金屬原子和碘分子的超精細結構作為頻率基準，實現了兆赫級別的高精度頻率標定。

該研究成果展示了目前在可見光波段最先進的矢量光譜測量能力，填補了可見光集成器件在寬帶矢量光譜測量方面的技術空白，也為芯片級光學原子鐘的實現提供了關鍵支撐，有望顯著提升集成光學器件的設計效率、測試可靠性與工程化水平。