研究目的
展示一种计量级混合双梳光谱仪，该仪器结合了太赫兹量子级联激光器频率梳（THz QCL-FC）的优势与独立式光学整流太赫兹频率梳所提供的精度及绝对频率参考特性，并将其应用于甲醇分子跃迁的高精度光谱测量。
研究成果
混合太赫兹双梳光谱仪以最先进的精度进行分子多外差光谱测量，对现有分子数据库构成挑战。该原理验证演示为基于太赫兹辐射的新一代痕量气体分析仪铺平了道路。
研究不足
量子级联激光器外腔反馈模式随温度/电流扫描的可调谐性有限，且光谱采集的信噪比限制了线心频率检索的准确性。
1：实验设计与方法选择：
该装置结合了太赫兹量子级联激光器频率梳（THz QCL-FC）与光学整流太赫兹频率梳（OR-FC），用于多外差光谱分析。
2：样本选择与数据来源：
采用低压甲醇蒸汽作为样本。
3：实验设备与材料清单：
包括太赫兹量子级联激光器频率梳、由飞秒通信激光器产生的光学整流频率梳、液氦通量恒温器、超低噪声电流驱动器、偏置三通、本振源、离轴抛物面镜、光谱测量池、线栅偏振器、四分之一波片、热电子测辐射热计、频谱分析仪以及GPS驯服铷石英振荡器链路。
4：实验流程与操作步骤：
将QCL-FC与OR-FC光束叠加并耦合至快速混频器进行下变频至射频信号，随后由频谱分析仪采集。
5：数据分析方法：
从射频频率梳光谱中提取每个外差拍频信号的振幅，以获取分子吸收谱线。
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Spectrum analyzer
RSA5106A
Tektronix
Acquiring the RF-FC spectrum
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THz QCL-FC
Source of THz radiation for spectroscopy
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OR-FC
Menlo Systems, FC1500
Provides accurate and absolute frequency referencing
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Liquid helium flux cryostat
Cooling the THz QCL-FC
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Ultra-low-noise current driver
QubeCL-P05
ppqSense
Driving the QCL-FC in continuous-wave operation
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Bias-tee
BT-0024SMG
Marki Microwave
Extracting the intermodal beatnote frequency and for injection locking
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Hot electron bolometer
RS0.3-3T1
Scontel Technologies
Mixing the FC beams for down-conversion to radio frequencies
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