圣安德鲁斯大学改进了现有的用散斑测量波长的方法。激光波长测量方面的突破可能会对那些波长参数至关重要的应用产生影响，包括光学传感器和通信网络。圣安德鲁斯大学的研究人员开发了一种仪器，据称可提供低成本、高灵敏度的波长测量方法，达到前所未有的精确性。这项工作发表在《光学快报》上。

图1：散斑：在波长计中可能有巨大潜力

这项新技术涉及到分析激光穿过短光纤时产生的散斑图案。散斑图案的形状随激光波长的变化而变化，并且可以通过数码相机记录。“利用散斑测量光的波长是实现紧凑和精确的波长计和光谱仪的一个有前途的工具，”由Kishan Dholakia领导的项目组在其发表的论文中评论道。然而，这些器件的分辨率受到由近距离密集波长产生的散斑图案之间强相关性的限制。” 该项目通过研究被称为主成分分析的统计程序如何应用于散斑图像来解决这一限制。实验结果表明，该方法可以研制出一种紧凑型的波长测量仪，能够测量稳定二极管激光器的阿米级波长变化。据研究小组称，这比散斑相关极限低八个数量级。“如果你把激光笔照在粗糙的表面上，比如画好的墙壁上，或者通过半透明的材料，比如磨砂的透明胶带，激光就会被变成颗粒状的散斑图案，”Dholakia评论道。如果你移动激光，或者改变它的任何属性，你看到的确切图案将会发生巨大的变化。正是这种变化的灵敏度使斑点成为测量波长的良好选择。”该大学评论说，传统的波长计使用精密、高精度的光学元件来分析波长的变化，研究质量的仪器要花费数万英镑。相比之下，圣安德鲁斯波长计只有20厘米长的光纤和一台照相机。将来，它可能会变得更小。

2017年，圣安德鲁斯研究组与M-Squared Lasers合作，宣布了他们在使用散斑作为测量波长的关键方面的初步突破。该实验装置采用一个50毫米的空心球形腔作为积分球，光在积分球内被多次反射。这是一个高灵敏度的干涉仪，能够为不同波长的光提供不同的散斑图案。当时，研究小组说，它能够测量一个飞秒以下的波长变化，这可以用来帮助主动稳定激光输出。该小组现在打算演示其新平台在量子技术应用以及光散射测量在生物医学研究中的应用。圣安德鲁斯的Graham Bruce评论道：“在英国和世界各地，都有大量的投资用于开发新一代的光学和量子技术。激光器以及我们测量和控制其特性的方法是这一发展的核心，我们相信我们测量波长的方法将发挥重要作用。”

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