研究目的
开发并展示一种高帧率单次光谱测量技术，用于具有高重复频率和更高光谱分辨率的超快光脉冲，从而实现对物质中非重复性和罕见现象的捕捉。
研究成果
TS-DFT技术与W-DEMUX相结合，实现了1 GHz重复频率下逐脉冲单次光谱测量，光谱分辨率小于67皮米，较传统方法提升三倍，有助于捕捉超快光学现象。
研究不足
若色散选择不当，光谱分辨率和可捕获的脉冲重复频率将受脉冲重叠限制；采集帧数则受示波器内存大小制约（本例中为39,997?。?。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用时域拉伸色散傅里叶变换（TS-DFT）技术，利用光纤色散将光谱信息映射为时域波形，并通过波长选择性开关（WSS）实现波长解复用（W-DEMUX）技术以避免脉冲重叠并提高分辨率。
2：样本选择与数据来源：
光学脉冲由10 GHz半导体锁模激光二极管（MLLD）产生，脉宽1.6 ps，中心波长1550 nm，经下变频至1 GHz重复频率。
3：6 ps，中心波长1550 nm，经下变频至1 GHz重复频率。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：包括MLLD、铌酸锂强度调制器（LN-MOD）、脉冲模式发生器（PPG）、特定色散值（-100 ps/nm和-300 ps/nm）的光纤、3 dB耦合器、波长选择性开关（WSS）、高速实时数字示波器（16 GHz带宽，50 G采样/秒）及数据处理计算机。
4：实验流程与操作步骤：
光学脉冲通过色散光纤展宽啁啾，经WSS分波后由示波器接收，计算机合成并校正波形以还原光谱。
5：数据分析方法：
利用软件将时域波形映射至频率轴，并进行波形合成与校正以消除光谱窄化效应及探测器纹波。
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semiconductor mode-locked laser diode
MLLD
Generates 10 GHz repetition-rate optical pulse train with 1.6 ps pulse width and 1550 nm center wavelength.
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lithium niobate intensity modulator
LN-MOD
Down-converts the optical pulse repetition rate from 10 GHz to 1 GHz.
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pulse pattern generator
PPG
Controls the lithium niobate intensity modulator for down-conversion.
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optical fiber
Provides chromatic dispersion (-100 ps/nm and -300 ps/nm) to chirp optical pulses.
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3 dB coupler
Copies the chirped optical pulse train for reference and W-DEMUX processing.
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wavelength selective switch
WSS
Divides chirped optical pulses into wavebands (e.g., 1547.66 – 1549.96 nm and 1550.06 – 1552.37 nm) to avoid overlap.
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real-time digital oscilloscope
Receives and digitizes the chirped optical pulses for spectrum measurement.
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computer
Processes the waveforms, performs mapping to frequency axis, synthesis, and correction.
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