Fourier transform infrared spectroscopy with visible light
非线性干涉仪通过检测相关的可见光允许在中红外范围内进行光谱分析，对于该光谱分析，可使用具有更高比探测率和更低暗计数率的非冷却检测器。我们提出了一种新的方法注册的光谱信息，它结合了非线性干涉仪使用非简并自发参量下转换（SPDC）与傅里叶变换光谱学的概念。为了提高光谱覆盖率，我们在周期极化的铌酸锂$_3$中使用了宽带非共线的SPDC。不需要光谱选择性检测，实现了光谱带宽大于100 $\,$ cm $^{-1}$的连续光谱。我们证明了聚丙烯样品的透射光谱测量与~ 6 $\,$ cm $^{-1}$分辨率在3.2 $\,μ$ m至3.9 $\,μ$ m之间的光谱范围。
2020-03-18 physics.optics quant-ph
Fourier-transform infrared spectroscopy with undetected photons from high-gain spontaneous parametric down-conversion
本研究开发了一种高参量增益SU(1,1)干涉仪，用于未探测中红外光子的傅里叶变换红外光谱学，实现了高输出光子数、低样品光子数和高干涉对比度，并测量了3-μm波段的聚合物吸收光谱。
2024-03-08 physics.optics quant-ph
Polymer identification via undetected photons using a low footprint nonlinear interferometer
Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；University of Glasgow（格拉斯哥大学）；Ferdinand-Braun-Institut (FBH)（费迪南德·布劳恩研究所）
本文提出一种紧凑型非线性干涉仪，利用近红外信号光子获取中红外吸收光谱，实现塑料快速准确识别，无需中红外技术。
2026-03-23 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Rapid, broadband spectroscopic temperature measurement of CO2 using VIPA spectroscopy
利用光学频率梳和二维色散光谱仪实现了对密闭二氧化碳样品池温度的时间分辨光谱测量。采用基于铒光纤锁模激光器的超连续谱激光源产生了2000 nm（5000 cm-1）左右的相干光。使激光通过含有CO2的12 cm长的池，并在基于虚拟成像相控阵列（VIPA）的光谱仪中分析透射光。宽带光谱跨越超过100 cm-1的光谱分辨率约为0.075 cm-1（2.2 GHz），获得与2 ms的积分周期。推导出的CO2样品的温度从拟合的模拟光谱的线强度的实验获得的光谱。观测到毫秒级的温度动态，温度分辨率为2.6K。光谱推断的温度与用热敏电阻测量的样品池的温度一致。该技术的潜在应用包括气相化学反应中二氧化碳浓度和温度动态的定量测量（例如，燃烧）和等离子体诊断。
2016-01-30 physics.optics
Multidimensional Coherent Photocurrent Spectroscopy of a Semiconductor Nanostructure
多维相干光电流光谱（MD-COPS）是使用不稳定的干涉仪实现的。从半导体样品的光电流是使用共线几何形状中的四个激发脉冲的序列产生的。每个脉冲通过声光调制被标记有唯一的射频;然后在频域中选择四波混频（FWM）信号。通过与激励脉冲相同的干涉仪发送的辅助连续波激光的干涉被用于合成用于光电流四波混频信号的锁定检测的参考频率。该方案能够部分补偿设置中的机械波动，实现足够的相稳定性，而不需要主动稳定。该方法本质上提供了作为脉冲间延迟的函数的FWM信号的实部和虚部。该信号随后被傅立叶变换以创建多维频谱。对嵌入p-i-n二极管中的双InGaAs量子阱中激子共振的测量证实了该技术。
2013-09-16 physics.optics
On-chip interrogator based on Fourier Transform spectroscopy
本文介绍了一种基于积分傅里叶变换（FT）光谱的新型光谱仪的设计和表征。据我们所知，这是第一个用于光子传感器询问的集成FT光谱仪。它由一个平面空间外差光谱仪，这是实现使用不同的光程差的马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的阵列。每个MZI采用3 $\times$ 3多模干涉仪，允许复傅立叶系数的检索。我们推导出一个系统的非线性方程组的解决方案，这是从牛顿的方法数值获得的，给出了作为时间的函数的传感器的谐振的调制。通过将其中一个传感器作为参考，对其不施加外部激励并且其温度保持恒定，已经补偿了集成MZI的热致相位漂移的约92 $\%$。实验获得的最小调制幅度为400 fm，这比FT光谱仪分辨率小两个数量级以上。
2019-03-21 physics.optics
Multiheterodyne spectroscopy using interband cascade lasers
虽然中红外辐射可用于识别和量化许多化学物质，但当代宽带中红外光谱系统通常受到大占地面积、移动部件和高功耗的阻碍。在这项工作中，我们演示了多外差光谱使用带间级联激光器，它结合了宽带光谱覆盖率与高光谱分辨率和节能操作。激光器产生高达30 mW的连续波光功率，同时消耗不到0.5 W的电功率。计算相位和定时校正算法用于获得kHz线宽的多外差拍音符和高达30 dB的改善信噪比。通过对低压乙烯进行快速扫频吸收和色散光谱评估，证明了多外差技术的多功能性（C $_2$ H $_4$）是通过从多外差信号中提取单个拍音而获取的，以及甲烷的宽带多外差光谱（CH $_4$），其利用微秒时间分辨率和240 GHz的瞬时光学带宽的所有可用拍音获取。该技术显示了在中红外操作的便携式和高分辨率固态光谱化学传感器的优异潜力。
2017-09-10 physics.chem-ph physics.ins-det physics.optics
Broadband terahertz time-domain spectroscopy and fast FMCW imaging: principle and applications
本文报道了一种宽带太赫兹时域光谱仪（THz-TDS），它能在1-20 THz的宽频率范围内分辨出腺苷核苷的20个振动模式。所观察到的腺苷的光谱特征与使用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱获得的公布的光谱是很好的协议。这种大大扩展的带宽导致增强的材料表征能力，因为它提供了分子内和分子间振动的光谱信息。此外，我们还报道了一种低成本的调频连续波（FMCW）成像系统，它具有每秒40,000个波形的快速测量速度。在76-81 GHz的频率范围内，通过纸板的横截面成像能力也已通过其出色的穿透能力得到证明。我们预计，这两种互补的成像技术的集成将是非常可取的许多现实世界的应用，因为它提供了在一个单一的仪器光谱歧视和渗透能力。
2020-05-11 physics.app-ph physics.optics
Spectroscopy in the Presence of Geometrical Constraints: A Torsional Pendulum
我们证明了非谐性以外的效应可以严重扭曲量子力学系统的光谱特征。这是通过一个简单的系统，带电扭摆的光谱响应的分析计算。人们可以在真实系统的光学数据中寻找这些效应，例如当刚性多面体的显著摇摆分量在晶格动力学中起重要作用时。
2006-08-30 physics.ed-ph physics.optics
Open-Path Methane Sensing via Backscattered Light in a Nonlinear Interferometer
Danish Fundamental Metrologi（丹麦基础计量院）；University of Bristol（布里斯托大学）
本研究利用非线性干涉技术，通过中红外光背向散射实现远程甲烷检测，克服了传统方法对高反射镜和精确对准的依赖，适用于多种实际表面材料。
2025-06-20 physics.app-ph physics.optics
Fast spectroscopic imaging using extreme ultraviolet interferometry
针对极紫外HHG脉冲的光谱与显微信息难以分离的问题，提出结合FTS与FTH的干涉测量法，利用双HHG源锁相脉冲，可减少测量次数，将光谱显微数据采集速度提升一个数量级以上并实现衍射极限计算成像。
2024-03-06 physics.optics
Photon-correlation Fourier spectroscopy
我们描述了一种方法来探测的光谱波动的过渡在很宽的范围内的频率和时间尺度与高光谱分辨率的傅里叶光谱，和时间分辨率高达激发态的寿命，即使在非常低的光计数率的限制。该方法来自于一个简单的关系之间的荧光光谱动力学的一个单一的辐射偶极子和它的荧光强度的相关性，在一个连续扫描的迈克耳孙干涉仪的输出。这些发现定义了一种方法来研究单分子和其他微弱光源的快速荧光光谱动力学，超出了标准光谱实验的时间分辨率能力。
2006-04-21 physics.optics
Deep ultraviolet resonant Raman (DUVRR) spectroscopy for spectroscopic evaluation and disinfection of food and agricultural samples
本文提出一种基于汞灯253.65 nm激发的便携式深紫外共振拉曼光谱系统，可分辨低于1000 cm⁻¹的拉曼峰，兼具高灵敏光谱评估与深紫外消毒功能，为农业和食品领域的精准检测与安全控制提供经济高效的工具。
2025-07-06 physics.optics
Novel techniques in VUV high-resolution spectroscopy
综述了真空紫外光谱的新型真空紫外光源和技术。基于激光的真空紫外光源已经通过在纳秒（ns）、皮秒（ps）和飞秒（fs）域中的激光脉冲的非线性上转换而被开发，并且被应用于高分辨率气相光谱研究。虽然在傅里叶变换有限带宽的ns和ps脉冲激光源被用于波长扫描光谱学，但fs激光源被用于双脉冲时间延迟模式。此外，傅里叶变换光谱仪的高分辨率气相光谱研究的真空紫外描述，表现出多路复用的优势，同时测量许多共振。
2013-08-30 physics.atom-ph physics.optics
Spectroscopic signatures of time-reversal symmetry breaking superconductivity
集体模式谱的破缺状态，如超导体，提供了至关重要的洞察性质的序参量。在这种情况下，我们提出了一个微观弱耦合理论的集体模式的一个通用的多组件的时间反转对称性破缺超导体，并表明，波动的相对振幅和相位的两个序参量组件是定义良好的欠阻尼集体模式，即使在节准粒子的存在。然后，我们证明，这些“广义拍手模式”可以使用一些实验技术，包括交流电子压缩性测量，电子能量损失谱，微波光谱，和超快太赫兹光谱检测。最后，我们讨论了我们的工作的影响，作为一种新形式的“集体模式光谱”，大大扩大了实验探针的数量能够检测时间反演对称性破缺的非常规超导体，如Sr $_{\text{2}}$ RuO $_{\text{4}}$，UTe $_{\text{2}}$，和云纹异质结构。
2021-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coherence and information in a fiber interferometer
我们提出了一个基于光纤马赫-曾德尔干涉仪的实验。目的是使学生熟悉光纤光学和干涉测量，并提高他们对光放大的理解。该实验室项目有两个部分：在第一部分中，学生调制干涉仪的光路，通过傅里叶变换光谱学研究光源的光谱。在第二部分中，光学放大器被放置在干涉仪的一个或两个臂中。该装置使用传播1.5 $μ$ m波长的光的单模保偏光纤。在这篇文章中，我们描述了设置和测量的分析，我们从学生报告中提出的结果。所有组件都是标准光学目录的一部分。即使实验是基于光纤光学，它是强大的操纵（但它是相对昂贵的$\sim £15\,000$）：我们描述了我们的努力，以保护组件免受损坏。该实验现在作为为期2周的项目为三年级物理学生提供。该实验同样可能在早期研究生水平的实验室课程中具有价值。
2016-06-10 physics.ed-ph physics.optics
FAST CARS: Engineering a Laser Spectroscopic Technique for Rapid Identification of Bacterial Spores
空气中的污染物，例如，细菌孢子通常通过耗时的显微镜、化学和生物测定来分析。目前对这种污染物的实时激光光谱检测器的研究是基于例如共振拉曼光谱。目前的方法来源于最近的实验，其中原子和分子由一个（或多个）相干激光器制备，并由另一组激光器探测。与先前基于“相干反斯托克斯拉曼光谱”（CARS）的研究的联系值得注意。然而，在具有大量自由度的大分子中产生和利用最大相干振荡更具挑战性。CARS技术的这种扩展被称为FAST CARS（相干反斯托克斯拉曼光谱的飞秒自适应光谱技术），本文提出并分析了它可用于实时快速识别预选分子的方法。
2002-05-02 physics.bio-ph physics.ins-det physics.optics
Dual-optical-comb spectroscopic ellipsometry
椭圆偏振光谱是研究光学和介电材料响应的一种手段。传统的光谱椭偏法在光谱精度、分辨率和测量时间之间进行权衡。偏振调制由于其对机械振动噪声、热不稳定性和偏振波长依赖性的敏感性而提供了较差的性能。我们将双光梳光谱技术应用于椭偏光谱仪，即双光梳椭偏光谱仪（DCSE）。DCSE直接并同时获得幅度和相位信息，具有超出常规限制的超高频谱精度。这种精度是由于使用傅里叶变换光谱学和具有明确定义的频率的光梳自动时间扫描采集干涉图。没有偏振调制的椭圆偏振评估也增强了系统的稳定性和鲁棒性。在这项研究中，我们评估的DCSE的双折射材料和薄膜，这表明提高光谱精度和分辨率高达1.2 × 10 -5纳米跨越5-10太赫兹光谱带宽没有任何机械运动。
2017-05-31 physics.ins-det physics.optics
ME-FIRST: A Metasurface-Enhanced Fingerprint InfraRed Spectroscopic Tool for Fluid Analytes
Center for Biophotonics, Institute of Medical Robotics, School of Biomedical Engineering, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学生物医学工程学院医疗机器人研究所生物光子学中心）；School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学材料科学与工程学院）
ME-FIRST通过元表面增强技术实现高灵敏度红外光谱分析，用于检测流体分析物中的分子振动模式。
2025-10-28 physics.app-ph physics.optics
Low-dispersive phase-modulated rapid scanning interferometry
本文提出一种省略声光调制器的低色散相位调制快速扫描干涉测量方案，通过线性傅里叶变换光谱实验对比，证明其灵敏度与声光相位调制方案相当。
2025-02-26 physics.atom-ph physics.optics
Hong-Ou-Mandel interferometry and spectroscopy using entangled photons
光干涉测量是表征光的量子态的一种长期存在的方法。线性和非线性干涉都可以提供光的统计信息，即光与物质相互作用的基本细节。在这里，我们演示了如何干涉检测的非线性光谱信号可以用来提高测量精度的物质的磁化率。光与物质的相互作用改变了量子光的光子统计，这些光子统计被编码在场关联函数中。应用程序是由宏欧曼德尔双光子干涉仪，揭示了纠缠增强的分辨率，可以实现与现有的光学技术。
2021-03-03 physics.optics quant-ph
Pulsed CW laser for long-term spectroscopic measurements at high power in deep-UV
本文提出一种腔内功率脉冲调制技术，在保持低平均功率以减少镜面退化和探测器背景的同时实现深紫外高功率长期光谱测量，并在244 nm系统中验证了超过20 W腔内功率及小于15 kHz频移，证明了μ子素连续波光谱的可行性。
2023-04-26 hep-ex physics.atom-ph physics.optics
Broadband super-resolution Terahertz Time domain spectroscopy applied to Gas analysis
太赫兹（THz）时域光谱（THz-TDS）是一种宽带光谱技术，其应用范围广泛，涉及多个领域：从材料科学到生物学，在工业中，它可以在喷漆操作期间测量油漆层的厚度。使用这种具有宽光谱的实用商业仪器进行气体光谱分析可能是空气质量监测和大气成分跟踪的主要资产。然而，气体光谱学需要高分辨率，并且在THz-TDS中通常的方法，其中记录的时间轨迹是傅立叶变换，由于系统中延迟线的大小而受到分辨率限制。在这封信中，我们介绍了超分辨率光谱学的约束重建的概念的基础上的光谱线在稀疏光谱的建模。轻分子气体通常在宽光谱上显示稀疏和狭窄的线，我们提出了一种算法，重建这些线的分辨率提高了10的最终分辨率可达到的设备。我们设想所提出的技术，导致宽带，选择性，快速和廉价的气体监测应用。
2021-02-17 physics.app-ph physics.bio-ph physics.optics
