本介绍来源于国家自然科学基金重点项目“宽谱超高分辨率多光梳光谱(No. 62035005)”，起止时间：2021.01-2025.12。
项目主要研究内容总结如下：
1.主要研究内容、研究方法及研究结果
本项目以发展宽谱超高分辨多光梳光谱新方法为目标，开展超稳态宽带红外光源控制研究，研发宽波段多光梳光源及时频精密控制技术，攻克复杂干扰环境下多光梳控制难题，实现光梳长期稳定运行。开发 THz 光梳光谱技术，解决 THz 频率精度传递与频谱溯源难题，完成高精度调谐与测量；突破多普勒谱线加宽与经典散粒噪声极限，实现高精度高灵敏度宽带分子指纹图谱测量；研发高分辨多维瞬态相干光梳光谱成像技术，解决图谱难合一难题，实现大视场超灵敏室温中红外单光子成像，测量时间缩至微秒量级。应用层面，研制高分辨红外光谱分析仪，实现电力设备故障痕量气体实时监测预警；开发高能量飞秒激光器及 SiC 晶圆隐形切割装备，实现 SiC、蓝宝石等材料 “一刀切”。
2.主要研究成果
（1）宽波段多光梳光源及光场时频精密控制技术。项目针对非线性锁模激光器及光梳的多波长共振、频率锁定与相干调控关键科学问题开展研究。通过单根双光梳梳齿与本振源相位锁定，有效抑制频率漂移及相位噪声；提出腔内损耗精密调控方法，实现时频域高相干共振孤子的产生与操控，揭示孤子呼吸频率与腔重复频率的有理锁定区间规律，为非线性系统精密控制提供新物理依据。采用光学波导结合结构色散调控与泵浦光场控制，实现宽波段中远红外光梳光谱参数优化。在此基础上发展自适应长稳控制技术，攻克复杂干扰下多光梳精密控制难题，实现光梳长期稳定运行。
（2）THz光场精密操控的光梳光谱技术。项目提出自参考锁定、杂化锁定及法里树锁定等多种 THz 稳频新方法。自参考锁定技术可获得无载波包络偏移的 “零偏光梳”，实现线宽优化；引入射频注入锁定技术，延长相干时长并进一步改善线宽指标。创新的法里树锁定技术，通过微波注入预定分数频率锁定重复频率，解决高频相位噪声问题。结合单模信号与 THz 光梳的拍频控制，实现 THz 光场高精度调谐与精密测量。通过实验校正及大重复频率差方案，大幅提升 THz 光谱分辨率，梳齿线宽达到系统分辨率极限。
（3）超高分辨率非线性光梳光谱技术。项目针对分子光谱测量分辨率、灵敏度与测量速度难以兼得的难题，发展出系列超高分辨率非线性光梳光谱新方法。首次提出腔光力光梳光谱概念，借助腔光场与微纳力学振子的辐射压力作用，实现近量子噪声极限的超灵敏分子指纹谱探测。创新提出并实现非线性双光梳光声光谱技术，融合光声与饱和吸收效应，达成超高分辨率精密测量。国际上首次提出量子关联增强双光梳光谱方法，突破经典散粒噪声极限，实现中红外光梳光谱量子精密测量，为分子体系量子精密测量与传感提供新平台。
（4）高分辨多维瞬态相干光梳光谱成像。项目针对红外探测器响应、谱分辨率及成像帧频偏低的瓶颈，发展高分辨瞬态分子指纹谱测量新方法与技术。提出宽波段中红外上转换声光滤波方法，摆脱机械扫描与色散系统依赖，获取分子指纹谱与空间位置四维信息，实现全画幅、非扫描、视频帧速的中红外高光谱成像。创新非线性傅里叶叠层成像方法，突破传统上转换成像系统性能瓶颈，实现大视场、高分辨、超灵敏的室温中红外单光子成像。发展调频多光梳相干拉曼光谱方法，提升测量刷新速率，为多维度分子指纹谱动态测量提供新途径。
（5）在项目执行期间，总共发表文章50篇，其中SCI收录文章38篇，EI收录文章7篇；申请中国发明专利24项；累计获得省部级奖项3次；主办国际学术会议3次。项目执行期间共培养毕业研究生40人，其中博士毕业生24人。项目组新引进1名研究骨干入选海外优秀青年基金项目，1名项目骨干由博士后晋升副教授，2名项目骨干在博士毕业后开展博士后研究。
