快科技资讯 09月25日
声子激光频率梳问世,为声学精密测量带来新突破
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国防科技大学激光陀螺创新团队成功研制出国际首个声子激光频率梳,这项突破性技术为水下声学探测、生物医学成像等声学传感应用提供了高精度的新型“声尺”。与已广泛应用于光学测量领域的光频梳类似,声子激光频率梳解决了传统声子频梳“梳齿”缺乏相干性导致测量精度受限的问题。该团队通过将弗洛凯工程引入非线性声子激光系统,成功生成了具有高相干性的40余个“梳齿”,且“梳齿”间距可灵活调节。这项技术有望在水下探测、生物医学成像及量子计量等领域发挥重要作用。

🔬 **声子激光频率梳的创新性突破**:国防科技大学的联合团队在国际上首次成功研制出声子激光频率梳,为声学精密测量提供了一种全新的高精度工具。这解决了以往声子频梳因“梳齿”缺乏相干性而导致的测量精度不足的问题,为声学传感领域带来了革命性的进展。

💡 **技术实现的关键路径**:该研究将弗洛凯工程技术引入到非线性声子激光系统中,通过对泵浦信号进行周期性调制,实现了对“梳齿”的有效调控和生成。这种方法成功克服了技术上的难题,使得声子激光频率梳能够产生数量多达40余个、且相干性显著提升的“梳齿”,并且能够灵活调控“梳齿”的间距。

🚀 **广泛的应用前景**:声子激光频率梳的成功研制,预示着其在多个重要领域的广阔应用前景。包括但不限于水下声学探测、生物医学成像以及量子计量等。这项技术有望为这些领域提供更精确、更可靠的测量手段,推动相关科学研究和技术发展。

快科技9月25日消息,据媒体报道,近日,国防科技大学激光陀螺创新团队罗晖教授、肖光宗副教授课题组联合景辉教授团队,在国际上首次成功研制出声子激光频率梳,为水下声学探测、生物医学成像等声学传感应用提供了一把高精度的新型“声尺”。该研究成果已于近日在线发表于《科学进展》杂志。

作为对照,“光尺”——即光频梳技术,早已广泛应用于光学测量领域。2005年,科学家约翰·霍尔和特奥多尔·汉斯因光频梳在精密光谱、光学原子钟等领域的贡献荣获诺贝尔物理学奖。如今,光频梳已深刻改变光通信、光学测距等多个技术方向,但在固态、液态介质中,其性能受到限制。

近年来,研究人员虽已实现基于热声子的声子频梳,但其“梳齿”之间缺乏相干性,导致测量精度受限。罗晖教授形象地指出:“这就像使用一把刻度模糊、不停晃动的尺子,难以实现精确测量。”因此,如何产生具有相干“梳齿”的声子频梳,成为该领域的关键挑战。

声子激光被认为是突破该难题的有效路径。作为力学领域的“激光”,声子激光能够产生高度一致的相干声子,从而为构建相干的频率梳提供基础。然而,声子激光频率梳的实现在技术上长期未能突破。

2023年,该联合团队在《自然·物理学》发表论文,成功构建非线性声子激光,为相干声子频梳的生成奠定了理论基础。但在实际构建中,仍面临“梳齿”数量有限、间距调控困难等问题。

在最新研究中,团队将弗洛凯工程引入非线性声子激光系统,通过周期性调制泵浦信号,有效调控并生成了多个相干“梳齿”,最终成功制备出声子激光频率梳。令人瞩目的是,该频率梳拥有40余个“梳齿”,相干性显著提升,“梳齿”间距也可灵活调节。

专家指出,这项突破性技术有望广泛应用于水下探测、生物医学成像及量子计量等领域,为声学精密测量提供全新工具。

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