新型调频移相干涉仪：波长到相位的编码

"Modified frequency-shifted interferometer: encoding wavelength into phase" 本文提出了一种改进的频率偏移干涉仪，该仪器通过在系统中引入马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪来获取波长信息。传统的频率偏移干涉仪主要通过检测频率的变化来分析信号，而在此基础上增加的马赫-曾德尔干涉仪则允许研究人员从干涉图案的相位中提取波长信息。这一创新方法利用了希尔伯特变换(Hilbert Transform)，这是一种数学工具，能够将复数信号转化为其幅度和相位，从而解析出与波长相关的相位变化。 在实验中，研究人员构建了复合干涉仪，并进行了激光波长测量，以验证这种方法的有效性。实验结果证实，通过这种新的干涉仪设计，可以从相位数据中准确地获取波长信息。这在光学测量、光纤传感技术、激光技术以及任何依赖精确波长测量的领域都具有重要的应用价值。 马赫-曾德尔干涉仪是一种双臂干涉仪，其两个臂的长度可以独立调整，使得输入光可以在两个臂中经历不同的光程差。当入射光经过这两个臂后重新合并时，由于光程差的不同，会产生相位差，进而形成干涉图案。这种图案的相位包含了关于光波长的关键信息。 希尔伯特变换是信号处理中的一个重要工具，它将实值信号转换为复数信号，其中相位信息对应于信号的瞬时频率。在这个应用中，希尔伯特变换用于从干涉图案的相位中解码出波长信息，这是因为不同波长的光会产生不同的相位变化，这种变化可以被精确地解析出来。 通过这种方法，不仅可以提高波长测量的精度，还可以实现快速测量，因为只需要分析干涉图案的相位而不是频率。这对于实时监测或需要高通量测量的系统尤其有利。此外，由于马赫-曾德尔干涉仪的结构相对简单，这种改进的干涉仪设计也具有较高的稳定性和可重复性。 这篇论文介绍的新型频率偏移干涉仪结合了马赫-曾德尔干涉仪和希尔伯特变换的优势，提供了一种新的、高效的方法来测量光波长，对于光学工程、通信技术、量子信息科学等领域的研究和发展具有深远的影响。