近日，华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室、精密光谱科学与技术高等研究院曾和平教授与闫明研究员团队在双光梳光谱领域取得进展。研究团队提出了一种量子关联增强双光梳光谱（QC-DCS）技术。该技术利用关联光梳的强度差压缩，突破了散粒噪声瓶颈，与频率上转换探测技术结合，实现中红外量子增强的分子指纹谱测量，在精密光谱、痕量分析、红外遥感、燃烧诊断等前沿领域有广阔的应用前景。研究成果以“Quantum correlation-enhanced dual-comb spectroscopy”为题，于2025年8月1日发表于Light: Science & Applications。

曾和平教授与闫明研究员最新成果刊登在Light: Science & Applications

    双光梳光谱技术（DCS），利用两台梳齿间距微小差别的光梳，在单点探测器上进行光外差拍频探测，将光谱信息映射到射频域，在无需机械扫描或色散元件的情况下，实现宽带分子指纹谱的快速、高分辨测量。然而，经典的DCS受相干态光梳量子噪声影响，在弱信号探测中，面临信噪比与灵敏度极限的困境。以量子光源为基础的精密测量技术在突破经典噪声极限方面展现了巨大潜力，已被成功应用于引力波探测、生物成像等前沿领域。然而，量子光梳与DCS的融合仍面临挑战。如何在DCS测量中保持关联光梳的量子特性是亟待解决的问题。

    为应对这一挑战，研究团队采用量子关联的双梳结构，其中一梳作为本地振荡器，用于放大携带分子指纹特征的微弱信号梳，另一梳用于平衡抑制散粒噪声，突破了传统双光梳光谱技术的散粒噪声极限，信噪比提升 2 dB，提高成谱速度2.6倍。该技术可兼容腔增强、腔衰荡、多通腔、空芯光纤等增强型光谱技术，实验结合频率上转换技术，在3 μm分子指纹谱区域，实现了分辨率为7.5 pm的高分辨率分子光谱测量。该研究为痕量气体检测和量子精密测量提供了一个理想的解决方案。

量子关联增强双光梳光谱技术概念图及实验结果

    论文链接：https://www.nature.com/articles/s41377-025-01891-1