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双光梳光谱技术是一项应用广泛、功能强大的技术手段，大量落地于各类实际场景，在环境监测、工业过程控制、大气科学研究、燃烧分析等诸多领域发挥关键作用。光谱技术通过检测光与气体分子之间的相互作用，获取气体组分、浓度以及其他特性的关键信息。
傅里叶变换光谱等宽带检测方案在气体光谱检测中十分常用。傅里叶变换光谱仪依靠干涉仪采集不同波长下的光强信号，能够一次性获取完整光谱，单次测量即可完成多种气体组分分析。
核心难点：傅里叶变换光谱仪的光程差扫描
传统傅里叶变换光谱仪难以同时实现高光谱分辨率与高刷新率。光谱分辨率受干涉仪两臂光程差制约，想要获得高分辨率往往需要设置极长的光程差，工程实现难度极大。此外，设备内置的机械扫描机构会限制检测速度、探测灵敏度与整机稳定性。上述短板推动行业寻求全新技术方案，突破现有瓶颈，提升气体光谱检测性能。
双光梳光谱技术
双光梳光谱技术属于前沿技术，利用光频梳独特的光学特性，实现高分辨率、高刷新率气体光谱检测。与传统光谱检测方案不同，双光梳光谱无需机械扫描、不含运动部件。该技术使用两台精密调控的光频梳，产生稳定相干的时域干涉信号；仅需一次傅里叶变换，就能从干涉信号中提取光谱信息。
同时，双光梳光谱拥有极高刷新率，可对气体样品开展实时、持续监测。仅搭配一支普通光电探测器，就能快速采集完整气体光谱，省去机械扫描环节，实现高速数据采集。对于动态气体分析、工业过程控制这类对实时检测有硬性要求的场景，高刷新率具备极高价值。
基于单腔双光梳激光器的双光梳光谱技术
在双光梳光谱体系中，单腔双光梳激光器为高分辨率气体检测提供了独特技术路线。但在单腔架构下，两路光频梳一般处于自由运转状态，两路梳之间相干时间有限，这是该方案普遍存在的难题。
目前主要有两条技术路径解决该问题：快速采集测量，或是通过额外信号处理实现长时间相干平均。 快速采集方案要求采集设备具备极高采样速率，在有限相干时间内完成信号捕获。该方案可以实现气体实时分析，但在部分应用场景中存在局限性。
另一种方式通过额外信号处理，在单腔双光梳系统中实现长时间相干平均。第一种手段引入辅助连续激光（CW 激光），追踪两路光频梳相对相位的变化。该辅助激光作为相位基准实现相干平均，无需外接稳定控制电路，即可长时间稳定测量。
第二种手段：设置两路光频梳拥有较大的重频差，实现自洽的相对光相位采样。该方式能够不间断获取分辨至单根梳齿的光谱数据，无需额外稳相电路，依然可以完成高精度气体检测。
以上两种方案拓展了单腔双光梳光谱的性能上限，支持长时间高分辨率气体检测。无需外置稳相电子设备就能实现梳齿级分辨测量，使得单腔双光梳激光器成为气体传感、工业过程控制领域门槛更低、实用性更强的技术方案。
K2 Photonics 高分辨率傅里叶变换光谱方案核心优势
检测速度：单腔双光梳激光器可实现高分辨率测量，刷新速率达到业内领先水平，最高可达 100 kHz，特殊工况下接近 1 MHz。
测量精度：双光梳光谱具备极高光谱分辨率，能够精细采样气体吸收谱线特征。搭载 K2-1000 系统可实现优异的 1 GHz 光谱分辨率，非常适合常压环境下的气体检测。
结构紧凑：无需搭建冗长、复杂的机械光程延迟线，大幅简化高性能傅里叶变换光谱系统的搭建难度。
探测灵敏度：锁模固体激光器在高频工作区间具备极低噪声（相对强度噪声 RIN、时序噪声），支持接近散粒噪声极限的超高灵敏度测量。
更多基于本技术开展的各类双光梳光谱研究案例如下(文章请联系我们获取 📞135 4505 1195)：
参考文献 1：基于自洽相对光相位采样的相干双光梳光谱技术 Coherently averaged dual-comb spectroscopy with a low-noise and high-power free-running gigahertz dual-comb laser: erratum
参考文献 2：基于光学参量振荡器的相干双光梳光谱技术 High-sensitivity dual-comb and cross-comb spectroscopy across the infrared using a widely tunable and free-running optical
