从湍流中捕捉极微弱信号——单光子双光梳做到阿瓦级灵敏度 | 卓越亮点

B站影视 欧美电影 2025-10-25 10:40 1

摘要:中国科学技术大学薛向辉团队与香港中文大学任伟团队在Light: Science & Applications报道称,把双光梳光谱(2束“梳齿”略有差异的频率梳相互干涉,实现宽谱、快速、精密测量)与单光子探测结合,解决了开放大气湍流抖动与超弱信号难题。研究首先用

原文发表于 《科技导报》2025年第17期科技新闻-卓越亮点

光子计数双光梳光谱基本原理(图片来源:Light: Science & Applications)

中国科学技术大学薛向辉团队与香港中文大学任伟团队在Light: Science & Applications报道称,把双光梳光谱(2束“梳齿”略有差异的频率梳相互干涉,实现宽谱、快速、精密测量)与单光子探测结合,解决了开放大气湍流抖动与超弱信号难题。研究首先用单光子雪崩二极管(SPAD)逐个记录光子“是否到达”(二进制事件),再用共模触发参考光路实时感知并“抵消”光路共同扰动,最后从庞大的“0/1”序列里重建干涉光谱。这样一来,即便传统探测器看不见的极弱回波,也能被统计“拼”回清晰光谱。

效果用数说话。系统实现4 阿瓦/梳线的灵敏度(1 阿瓦=10-18W),比常规双光梳高10个量级。走出实验室,团队开展了合肥3.3 km城市复杂链路实测(途经高架与车流区),CO229)时,15 min完成光谱重建,说明这套“单光子+共模触发”的架构对湍流和强扰动足够抗造。

这为城市-区域-重点排放源的温室气体与污染物长路径监测提供了更低功耗、更高鲁棒性的方案,也可拓展到工业在线监测、在轨/远程光谱侦测等场景。

(来源于中国科技期刊卓越行动计 划 入 选 期 刊 :Light: Science & Applications,2025,14(293))

《科技导报》创刊于1980年,中国科协学术会刊,主要刊登科学前沿和技术热点领域突破性的研究成果、权威性的科学评论、引领性的高端综述,发表促进经济社会发展、完善科技管理、优化科研环境、培育科学文化、促进科技创新和科技成果转化的决策咨询建议。常设栏目有院士卷首语、科技新闻、科技评论、专稿专题、综述、论文、政策建议、科技人文等。

来源:科学症候群

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