光梳光谱作为一种新兴的光谱测量技术，具有频率分辨率高、测量速度快、光谱覆盖范围广等优点，是一种用于材料表征和精密计量的强大光谱测量技术。覆盖紫外（UV）至中红外（MIR）波段的宽带光梳光源由于其宽波段的检测能力，在光谱学的研究中具有重要应用价值。例如中红外波段（分子指纹光谱区）主要应用于痕量分子的检测，近红外波段由于其成熟的光学器件而在非线性光谱学中具有广泛应用，可见光和紫外波段主要应用于高分辨原子光谱学。因此，稳定高相干的多波段宽带光梳光源具有重要科研价值。

目前，基于近红外波段飞秒激光器的光梳光源比较成熟，通常利用非线性频率转换手段将其拓展到其他波段，而同时获得中红外和紫外波段的光梳光源需要依赖于不同的非线性技术手段使得系统庞大且复杂。并且这些频率变换过程需要结合复杂的非线性过程，因此其相干性在这些过程中的演化是一个关键的技术问题，其将直接影响光谱测量的灵敏度和可靠性。

李文雪研究团队报导了一个简单稳定的结构下覆盖在紫外到中红外区域的相干双光梳光源。在中红外泵浦脉冲注入下，在非周期极化铌酸锂波导中通过高次谐波技术（HHG）直接产生最高九次谐波的光谱成分（395 nm）。结合泵浦波长调谐，输出光谱在红外至可见光波段区域几乎可以连续调谐。论文通过对各阶次双梳状光谱的测量与分析，研究了基于该技术产生的光梳光源的相干性。测量的光梳光谱具有清晰的梳齿可分辨结构，该结果表明了在HHG过程中光梳良好的相干继承特性。为了验证产生光梳光源的相干特性，在不同谐波的光谱区域对甲烷的吸收谱线进行了测量，实现了甲烷分子多个基本振动带及其谐波振动带的同时高精度表征。

该研究成果以华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室为第一单位发表于Photonics Research 11, 1373-1381 (2023)，顾澄琳副研究员和李文雪研究员为该论文共同通讯作者。

原文链接：

https://opg.optica.org/prj/fulltext.cfm?uri=prj-11-8-1373&id=532777

图1：基于铌酸锂波导中高次谐波光梳的产生