中国科大突破湍流大气遥感极限:具有阿瓦级灵敏度的光子计数双光梳光谱
新闻动态 / 2025年08月30日
学院薛向辉教授团队在单光子双光梳光谱领域创新性提出双光梳探测方法新范式,并在开放大气光谱探测应用中取得重要突破,该项成果8月27日在线发表在《Light: Science Applications》上[Light:Sci Appl14, 293 (2025)]。团队成员赵若灿,钟伟等人另辟蹊径,采用铟镓砷(InGaAs)单光子雪崩二极管(SPAD)替代传统光电探测器,通过记录每个光子到达探测器的精确时间,巧妙设计共模信号感知与触发计数协议,成功攻克光路波动难题。团队利用统计计数方法,从海量光子到达事件的关联性中,重建出万频级双光梳干涉信号。该“光子计数”模式使系统检测灵敏度达到4阿瓦/梳线(1阿瓦 = 10⁻¹⁸瓦),较传统双光梳光谱技术灵敏度提升10个量级(100亿倍)!该技术突破将使激光功率降至毫瓦级,完全满足人眼安全标准,且采用小口径低成本光学望远镜系统,就能实现以往需要耗费巨大成本才能达成的百公里开放大气光谱测量,为大气遥感提供了新思路。在传统双光梳光谱测量中,当探测信号能量充足时,采用普通光电探测器通过外差干涉,可以将原本处于光频范围的宽带光谱信号下转换至射频域,结合成熟 ...