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宽谱可调谐光源技术全景：原理、选型与前沿应用指南1. 波长可调谐光源：驱动前沿科学与工业创新的核心引擎在光谱学、生物成像、半导体检测、量子技术等诸多前沿领域中，获取特定波长的激发光或探测光是实验成功的关键。传统的固定波长光源（如单一激光器或LED）往往难以满足多参数、多通道、高灵活性的测量需求。可调谐光源的出现，恰好解决了这一核心难题——它赋予研究人员前所未有的自由度，能够根据实际需要，连续或离散地选择输出波长，从而实现更灵活、更精确、更高效率的光学调控。根据波长调谐的实现方式，当前的可调谐光源主要分为三大技术路线：组合式（宽谱光源与滤波器件结合）、自调谐（光源本身具备波长调谐能力）以及波长切 ...
激光生成锡等离子体在 EUV 光刻中的多诊断特性研究一. 引言13.5 纳米波长的极紫外（EUV）光刻技术是半导体制造“亚 7 纳米”工艺节点核心技术，激光产生的锡（Sn）等离子体是主要光子源。从深紫外向 EUV 波段过渡催生了对更优 EUV 光子源的需求。EUV 光源开发关键挑战是zui大化光谱纯度和转换效率。优化需精确控制等离子体参数，这些参数决定 EUV 发射率和光学深度。zui终 EUV 输出还取决于不透明度，控制锡离子电荷态分布对光谱纯度至关重要，精确测量这些参数对验证辐射流体力学代码也很重要。本文介绍了“SparkLight”实验平台，用1064nm Nd:YAG激光器照射镀锡导线 ...
中子计数到中子事件：ASI TPX3Cam事件相机中子探测新技术ASI TPX3Cam事件相机代表了一种新的中子探测理念：传统探测器主要关注记录中子的数量，而事件相机则聚焦于记录每一个中子的空间位置和到达时间。这种从“计数”到“单事件记录”的转变，使中子实验能够获得更丰富的时间信息，构建出更高维度的数据结构，并拥有更加灵活的数据分析方式，同时也显著增强了成像技术与谱学方法相结合的能力。随着材料科学、能源材料和核工程研究对多尺度、多信息表征需求的不断增长，事件模式中子探测技术正在成为传统中子探测体系的重要补充。在这个意义上，ASI TPX3Cam不仅是一台高速事件相机，更是连接中子成像、TOF衍 ...
石墨烯SERS检测的精度之战：你的光谱仪，真的“看”得够清吗？拉曼光谱是材料科学家的“眼睛”，通过光子与分子振动的非弹性散射，它能告诉我们碳原子的排列是否整齐、缺陷有多少、掺杂水平如何。但对于石墨烯这类二维材料，这双“眼睛”面临着严峻考验：石墨烯的本征拉曼散射截面较小，微弱的信号如同暗夜中的萤火虫，稍有不慎就会淹没在噪声里。当研究者试图在石墨烯上构建高灵敏度的表面增强拉曼光谱（Surface-enhanced Raman spectroscopy，SERS）检测基底时，这种考验对检测系统提出了更高要求——他们需要分辨I2D/IG比值从1.8骤降至0.3的细微变化，需要在强G峰旁边捕捉到几乎不可 ...
前沿成果 | 基于AUT-XperRam，实现电压可寻址光学PUF新突破近日，中国科学院上海技术物理研究所的研究团队在光学物理不可克隆函数（PUF）领域取得了重要进展。该团队提出了一种无需光刻工艺、可电压寻址的光学PUF平台，相关成果以“Voltage-Addressable Optical PUFs Based on MoS2 Photoluminescence Modulation”为题发表。该研究巧妙地利用了多层堆叠的二硫化钼（MoS2）微结构的空间无序性，并结合静电门控技术，成功构建了一种“一静态-两动态”的多维认证架构。这一创新方案不仅实现了静态的明场灰度读出，更通过电压调控，获得了 ...
上海技物所宋玉欣/陈小双/魏璐Small：单光探测器中神经控制增益压缩的自适应红外视觉【研究背景】在漫长的生物进化过程中，人类视觉系统演化出了一套精妙的自适应机制。通过瞳孔大小的动态调节与视网膜感光细胞的反馈回路，人眼能够在从昏暗星光到刺眼阳光的巨大光强跨度中，始终保持对环境的清晰感知。然而，生物视觉存在天然的物理局限：我们无法感知红外波段，且对光的偏振状态不敏感。在自主感知、边缘智能以及复杂环境探测等前沿领域，突破这些生物视觉的生理限制已成为迫切需求。现有的红外图像传感器在应对复杂光照环境时，往往依赖于系统级的补偿手段，如机械光圈调节、模拟增益控制（AGC）以及复杂的数字后处理算法。这些传统 ...
上海技物所卢伟/李冠海/陈小双Nat Commun：基于光谱极性反转的室温高灵敏度红外光电探测新策略【研究背景】红外光电探测技术在夜视侦察、空间遥感、环境监测以及生物医疗等诸多领域发挥着重要作用。然而，在室温条件下实现高灵敏度的红外探测，长期以来一直面临着宽带热辐射（即黑体辐射）带来的严峻挑战。在典型的环境温度下，环境中的物体无时无刻不在向外发射红外光子，这些背景光子不仅会引入随机的光子涨落（即光子散粒噪声），此外，它们会在探测器中产生确定性的平均光电流偏移。传统的红外探测器在设计时遵循一个核心假设：所有能量高于材料带隙的光子，均以相同的极性参与电信号的读取。这种单极性、宽带光谱积分的特性，导 ...
无需制样的快速多元素检测——激光诱导击穿光谱（LIBS）方案LIBS(激光诱导击穿光谱)是将一束高能脉冲激光聚焦在样品表面，当激光辐照度超过样品的击穿阈值时，少量材料将被烧蚀和激发以产生等离子体。在激光脉冲结束时，等离子体迅速扩散并冷却。激光诱导等离子体内包含了电子、离子、原子、分子和微粒等，整体呈电中性。当激光脉冲结束后，等离子体中被激发的粒子会从高能级向低能级跃迁，并发射特征谱线。用光谱仪采集等离子体发射的特征谱线就会得到LIBS光谱图。通常我们认为等离子体中各种元素的比例与烧蚀样品的元素比例一致。通过分析特征谱线的强度，可以定量分析出样品中各种元素的含量。星朗浩宇提供一体台式LIBS、分 ...
上海技物所陈小双/余飞龙等：基于光致发光调制的电压可寻址光学PUF新突破【研究背景】随着互联化与分布式电子系统的快速扩展，硬件级安全认证已成为保障信息安全的核心防线。然而，传统加密系统正面临量子计算（如肖尔算法）带来的严峻威胁，亟需发展新型物理层安全技术。物理不可克隆函数（PUF）利用微结构固有的随机性生成不可复制的响应，在身份认证和防伪领域展现出巨大潜力。然而，传统PUF技术在实际应用中仍面临两大瓶颈：一是静态密钥空间一旦被破解便失去安全性；二是可重构性有限，难以应对动态变化的安全需求。近期，尽管有研究尝试采用相变介质或结晶诱导等机制实现随挑战变化的读出，但这些方法往往涉及不可逆的材料变化或 ...
上海技物所余飞龙/陈小双/魏璐：局部能带轮廓控制实现单探测器多峰光谱重建【研究背景】紧凑型光谱分析技术在便携式传感、集成光子学以及芯片内材料表征等领域发挥着至关重要的作用。近年来，单探测器计算光谱仪通过绕过传统的色散或干涉光学元件，实现了器件微型化。然而，该技术在迈向实用化的过程中面临着根本性的物理挑战：随着波长变化，偏置依赖的响应曲线往往呈现平滑且非正交的演变，导致响应矩阵的有效秩降低、条件数较差。这种物理层面的局限，使得多峰或密集分布光谱的重建对噪声及器件缺陷较为敏感。尽管现有的反演算法不断迭代，但多集中于单峰识别或少数多峰场景，其复杂度的可扩展性仍未得到深入探索。因此，如何在器件物理层面 ...
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