华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室曾和平教授团队和武海斌教授团队合作在超灵敏分子光谱测量方面取得重要进展，首次提出双光梳光力光谱技术，实现了宽带高分辨分子指纹谱的超灵敏测量。相关成果于2023年8月18日以“Dual-comb optomechanical spectroscopy”为题在线发表于Nature Communications期刊。
光学频率梳，简称光梳，由众多等间隔分布的相干频率齿所组成。它的出现改变了传统光谱测量方式。特别是双光梳光谱技术，利用两台梳齿间距不等的光梳，能够在极宽的光谱范围内，以类似游标卡尺的精密频率计量方式，实现分子指纹谱的快速高分辨率测量，因此，为分子物理、分析化学、大气遥感、相干成像、分子指纹数据库等基础学科与光谱应用研究提供了高效的测量工具。然而受到红外探测及腔镜镀膜等因素限制，双光梳分子吸收光谱技术的灵敏度尚有待突破。
腔光力学起源于对引力波的观测。得益于高品质因子力学振子和光学腔的双重增强效应，近年来腔光力学被应用于多种超灵敏探测方案和量子传感器件。研究团队提出腔光力增强的光梳光谱新方法，利用双光梳激发光学腔内气体分子共振，形成超声波，并引起腔内氮化硅薄膜微小振动位移；同时通过微纳薄膜振子、光学腔及单纵模探测光场所构成的腔光力传感系统增强双光梳光声信号。
该方法利用光声效应实现了双光梳频谱标识与超灵敏腔光力探测的有机融合，并规避了传统腔增强吸收光谱技术在红外探测及宽带镀膜等方面的局限性，在灵敏度（等效噪声浓度15 ppt）、谱宽（>2 THz）、测量时间（<1 ms）、光谱分辨率（100 MHz或0.8 pm），及多梳齿同时测量（>1000根）等方面展现了技术优势。特别是，此项研究为腔光力学与光谱学相结合提供了新思路，有望应用于医学呼吸诊断、环境检测、痕量分析等重要领域。
曾和平与武海斌课题组最新合作成果刊登在《自然》子刊
双光梳光力光谱原理图
双光梳光力光谱实验结果
来源：科研动态丨华东师大团队在腔光力与光梳光谱领域取得进展 (qq.com)
论文链接：Dual-comb optomechanical spectroscopy | Nature Communications
