大氣光譜學是研究大氣化學和物理性質的關(guan) 鍵技術，通過探討光與(yu) 大氣中分子和顆粒的相互作用來揭示大氣問題。

　　然而，傳(chuan) 統的大氣光譜遙感技術，如光柵光譜儀(yi) 、外差光譜幅度計和傅裏葉變換光譜儀(yi) 等，雖能在不同時間和空間分辨率下提供地球大氣成分的光譜學數據，但存在諸多限製，如無法在夜間進行測量、無法同時測量多種組分等。

　　雙光梳光譜技術(Dual-Comb Spectroscopy, DCS)作為(wei) 一種新興(xing) 技術，以其高采集速度、溯源至原子鍾級別的*頻率精度和能夠同時測量多個(ge) 組分的優(you) 勢，近年來在大氣監測領域展現出巨大潛力。然而，以往的DCS研究多局限於(yu) 較短的開放大氣路徑內(nei) ，限製了其在更廣闊範圍的應用。

　　中國科學技術大學潘建偉(wei) 、竇賢康、張強和薛向輝等組成的交叉研究團隊，通過發展大功率低噪聲光梳，結合時間頻率傳(chuan) 遞等量子精密測量技術，在國際上首次實現百公裏級的開放大氣雙光梳光譜測量(Dual-Comb Spectroscopy over a 100 km open-air path)。這一技術可應用於(yu) 監測大尺度範圍的地球大氣溫室氣體(ti) 和汙染氣體(ti) ，並可以擴展到衛星和地麵之間的大氣雙光梳光譜測量，用於(yu) 全球尺度的溫室氣體(ti) 監測和準確校準。

　　研究團隊，開發了一種新穎的雙基站開放大氣雙光梳光譜測量方案。該方案采用雙靜態配置，部署了兩(liang) 個(ge) 高功率光頻梳於(yu) 兩(liang) 個(ge) 遠端終端，通過大氣傳(chuan) 輸並在接收終端相互幹涉，實現了在113公裏水平開放大氣路徑上的DCS測量。

　　這一距離比國際上最遠的測量距離高了約一個(ge) 數量級，創下了新的世界紀錄。

　　利用該方案，科研人員在烏(wu) 魯木齊測量得到113公裏水平開放大氣中水汽和二氧化碳的強度譜與(yu) 相位譜。

　　這一距離比國際上最遠的測量距離高了約一個(ge) 數量級。該工作創新性地融合了潘建偉(wei) 、張強等前期發展的高精度自由空間時間頻率傳(chuan) 遞技術且頻率準確度達到10kHz，並運用自主研發的高精度反演算法，使二氧化碳反演精度在36分鍾內(nei) 小於(yu) 0.6ppm。

　　上述研究是量子信息科學與(yu) 地球科學深度交叉融合取得的成果。這一裏程碑式的成就不僅(jin) 標誌著大氣光譜測量技術的重大突破，也為(wei) 全球氣候變化研究、碳預算評估和空氣汙染監測等領域提供了新的強大工具。

　　相關(guan) 研究成果Dual-comb spectroscopy over a 100 km open-air path於(yu) 近日在線發表在《自然-光子學》(Nature Photonics)上。

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