光谱作为物质结构信息的重要载体，也是光学测量的核心部分，高速光谱分析则能够测量动态的物质结构信息。传统的基于空间色散的光谱分析仪，机械扫描光栅的过程限制了其速度，不能观测快速的动态光谱。利用光纤的时域色散取代空间色散能极大的提升光谱探测速率，但这种色散拉伸的过程只能对周期性的脉冲光谱进行观测。基于时域透镜聚焦的参量时域光谱分析技术（PASTA）可实现实时高速的光谱分析，同时对于任意波形，保证测量的精度和灵敏度，对高速动态过程的研究具有重要意义。

武汉光电国家实验室光电子集成与器件功能实验室张驰副教授与香港大学Kenneth K. Y. Wong教授课题组合作利用高非线性光纤中的四波混频过程，成功的实现了100MHz的光谱分析速率。实现了单时域透镜以及放大倍率可调的双时域透镜结构，利用望远/广角结构实现了17倍的光谱放大/压缩倍率。并同时介绍了PASTA系统在时域拉升显微成像、频域相干光学断层扫描成像、以及波长编码断层扫描成像等系统中的应用。

2016年6月，相关研究成果以论文“Ultrafast Spectroscopy Based on Temporal Focusing and Its Applications，”发表在IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics上(vol. 22, no. 3, pp. 6800312-6800312, 2016)。该项工作得到国家自然科学基金(No. 61505060)以及武汉光电国家实验室主任基金的支持。

图1：PASTA系统实现时间-波长序列恢复的原理

图2：激光腔趋稳态过程中动态光谱的观测

论文链接：http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=7247665&newsearch=true&queryText=Ultrafast%20Spectroscopy%20Based%20on%20Temporal%20Focusing%20and%20Its%20Applications