我国科研团队研发出百公里级开放大气双光梳光谱测量技术

中国科学技术大学：研究团队，在国际上首次实现百公里级的开放大气双光梳光谱测量。该技术可应用于监测大尺度范围的地球大气温室气体和污染气体，还可以扩展到卫星和地面之间的大气双光梳光谱测量，用于全球尺度的温室气体监测和精确校准。

大气光谱学是研究大气化学和物理性质的关键技术。目前大气光谱遥感使用的光栅光谱仪、外差光谱幅度计和傅里叶变换光谱仪等技术存在无法在夜间进行测量、无法同时测量多种组分等限制，而开放大气双光梳光谱技术（Dual-Comb Spectroscopy）不受湍流散斑和背景噪声的影响，在原理上能够在不校准的情况下测量更长的距离，被认为是用于大气遥感的理想精密光谱工具。然而，当前国际上所能实现的最远的测量距离不超过20 km，且只能针对工厂、牧场等小范围区域实现监测，无法应用于大型城市、雨林等大范围区域。

针对这一问题，研究团队创新性地融合了高精度自由空间时间频率传递技术，设计了一种新的双基站开放大气双光梳光谱测量方案。相比于传统单基站，该方案无需在测量远端放置反射器，光只需要经过待测路径一次即可完成测量，极大地减小了链路损耗，因此更适用于远距离、大尺度的测量。并且，研究团队将该方案应用于乌鲁木齐，成功测量得到113公里水平开放大气中水汽和二氧化碳的强度谱和相位谱，该距离比国际上最远的测量距离高了约一个数量级。这一技术的引入，无疑将助力大气监测网的建立，形成更为高效的环境监测体系。

这项技术不仅是光学测量技术的一次重大提升，也是我国在这一高技术领域走向国际舞台的重要一步。越来越多的科研机构开始关注双光梳技术在其他领域的潜在应用，比如医药检测、食品安全检测等，其在商业化应用的前景值得期待。

展望未来，随着技术的逐步成熟和应用范围的扩大，双光梳技术可能会在越来越多的领域发挥作用。在气候变化日益严峻、环境问题亟待解决的今天，利用如此先进的技术开展环境监测，无疑将为我们应对这些挑战提供有力的支持。