可重构单次光谱技术，分辨率可达86飞米

《Nature Communications》：Reconfigurable single-shot spectroscopy reaching 86 femtometers resolution

　　

摘要

单次光谱技术能够在单次测量中捕捉到整个瞬态过程，为生物医学诊断、环境监测、材料应力分析、先进制造以及电信网络波动检测等领域的快速且非重复性过程提供了重要见解。尽管前景广阔，但现有的单次光谱系统仍受限于光谱带宽、光谱分辨率与采集速度之间的固有矛盾，这限制了其应用范围和普及程度。在此，我们提出了一种可重构的单次光谱方法，能够对光谱带宽、分辨率及采集速度进行完全编程控制，从而实现对这些参数的灵活调整。通过选择最优配置，该方法弥补了传统光谱分辨率方面的局限，在1.5微米波段实现了86飞米的惊人分辨率——这一数值可与最先进的迈克尔逊型傅里叶变换光谱仪相媲美。利用这项技术，我们成功捕捉到了由连续振动（9千赫兹）和突发振动（0.1毫秒）引起的相移光纤布拉格光栅的快速动态光谱变化。这一创新拓展了该技术的应用领域，也为单次光谱技术的商业化奠定了基础。