可见光矢量光谱仪是一种用于测量可见光波段光谱特性的仪器，在现代光学研究和技术应用中具有重要作用。以下是关于它的介绍：

研发背景

可见光作为人类视觉感知的主要波段，在增强现实 / 虚拟现实（AR/VR）、生物传感、原子分子物理等前沿领域，对可见光的精密操控与测量提出了很高要求。特别是在光学原子钟研究中，许多关键跃迁频率位于可见光范围，而可见光集成光学技术的发展，也需要能兼顾宽光谱带宽与高频谱分辨率的测量仪器。

工作原理

可见光矢量光谱仪通常以外腔半导体激光器为基础，结合宽带啁啾周期极化铌酸锂波导实现倍频，从而获得高功率、窄线宽、无跳模的可见光连续可调谐激光输出。同时，引入碱金属原子和碘分子的超精细结构作为频率基准，实现高频率标定。

主要特点

  • 宽光谱覆盖：如中国科学技术大学研制的新型可见光矢量光谱分析仪，具备 518-541nm 及 766-795nm 的宽光谱覆盖范围。

  • 高频率分辨率：上述仪器的频率分辨率达到 161kHz，能够解析传统光谱仪难以分辨的低重复频率光频梳结构。

应用领域

  • 光学器件测量：可用于对可见光波段集成光学器件进行高、宽带宽、矢量化的光谱测量，帮助研究人员更好地了解器件的性能和特性。

  • 微腔跨倍频程色散特性测量：能够完成从近红外到可见光的微腔跨倍频程色散特性测量，表征色散波的位置，对片上跨倍频程光频梳、超连续谱和非线性频率转换等应用中关键的相位匹配设计具有重要意义。

  • 光通信等先进系统：其较高的频率分辨率可满足高光通信、微波频率合成和激光稳频等先进系统的测量需求。