9月25日消息，據(jù)媒體報道，近日，國防科技大學(xué)激光陀螺創(chuàng)新團(tuán)隊羅暉教授、肖光宗副教授課題組聯(lián)合景輝教授團(tuán)隊，在國際上首次成功研制出聲子激光頻率梳，為水下聲學(xué)探測、生物醫(yī)學(xué)成像等聲學(xué)傳感應(yīng)用提供了一把高精度的新型“聲尺”。該研究成果已于近日在線發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》雜志。

作為對照，“光尺”——即光頻梳技術(shù)，早已廣泛應(yīng)用于光學(xué)測量領(lǐng)域。2005年，科學(xué)家約翰·霍爾和特奧多爾·漢斯因光頻梳在精密光譜、光學(xué)原子鐘等領(lǐng)域的貢獻(xiàn)榮獲諾貝爾物理學(xué)獎。如今，光頻梳已深刻改變光通信、光學(xué)測距等多個技術(shù)方向，但在固態(tài)、液態(tài)介質(zhì)中，其性能受到限制。

近年來，研究人員雖已實現(xiàn)基于熱聲子的聲子頻梳，但其“梳齒”之間缺乏相干性，導(dǎo)致測量精度受限。羅暉教授形象地指出：“這就像使用一把刻度模糊、不停晃動的尺子，難以實現(xiàn)精確測量。”因此，如何產(chǎn)生具有相干“梳齒”的聲子頻梳，成為該領(lǐng)域的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

聲子激光被認(rèn)為是突破該難題的有效路徑。作為力學(xué)領(lǐng)域的“激光”，聲子激光能夠產(chǎn)生高度一致的相干聲子，從而為構(gòu)建相干的頻率梳提供基礎(chǔ)。然而，聲子激光頻率梳的實現(xiàn)在技術(shù)上長期未能突破。

2023年，該聯(lián)合團(tuán)隊在《自然·物理學(xué)》發(fā)表論文，成功構(gòu)建非線性聲子激光，為相干聲子頻梳的生成奠定了理論基礎(chǔ)。但在實際構(gòu)建中，仍面臨“梳齒”數(shù)量有限、間距調(diào)控困難等問題。

在最新研究中，團(tuán)隊將弗洛凱工程引入非線性聲子激光系統(tǒng)，通過周期性調(diào)制泵浦信號，有效調(diào)控并生成了多個相干“梳齒”，最終成功制備出聲子激光頻率梳。令人矚目的是，該頻率梳擁有40余個“梳齒”，相干性顯著提升，“梳齒”間距也可靈活調(diào)節(jié)。

專家指出，這項突破性技術(shù)有望廣泛應(yīng)用于水下探測、生物醫(yī)學(xué)成像及量子計量等領(lǐng)域，為聲學(xué)精密測量提供全新工具。