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Noise-immune cavity-enhanced optical frequency comb spectroscopy

机译：抗噪声腔增强光学频率梳谱

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We present a new method of optical frequency comb spectroscopy that combines cavity enhancement with frequency modulation to obtain immunity to laser frequency-to-amplitude noise conversion by the cavity modes and, thus, high absorption sensitivity over a broad spectral range. A frequency comb is locked to a cavity with a free spectral range (FSR) equal to 4/3 times the repetition rate of the laser, and phase-modulated at a frequency equal to the cavity FSR. The transmitted light is analyzed by a Fourier transform spectrometer with a high bandwidth detector. Phase-sensitive detection of the interferogram yields a noise-immune cavity-enhanced optical frequency comb spectroscopy (NICE-OFCS) signal. In the first demonstration, we record NICE-OFCS signals from the overtone CO_2 band at 1575 nm with absorption sensitivity of 4.3 × 10~(-10) cm~(-1) Hz~(-1/2) per spectral element, close to the shot noise limit.
机译：我们提出了一种新的光学频率梳谱方法，该方法将腔增强与频率调制相结合，以通过腔模获得对激光频率到振幅噪声转换的免疫力，因此在宽光谱范围内具有高吸收灵敏度。频率梳被锁定到具有等于激光器重复频率的4/3倍的自由光谱范围（FSR）的腔，并以等于腔FSR的频率进行相位调制。透射光由具有高带宽检测器的傅立叶变换光谱仪进行分析。干涉图的相敏检测会产生抗噪腔增强的光学频率梳谱（NICE-OFCS）信号。在第一个演示中，我们记录了来自1575 nm的泛音CO_2波段的NICE-OFCS信号，每个光谱元素的吸收灵敏度为4.3×10〜（-10）cm〜（-1）Hz〜（-1/2），关闭到散粒噪声极限。

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