上海技物所宋玉欣/陈晓双/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/陈晓双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 ...
科研前沿 | 突破背景噪声限制！共聚焦拉曼光谱系统助力实现室温高灵敏红外探测近日，中国科学院上海技术物理研究所的研究团队在红外光电探测领域取得重要突破。该团队提出了一种创新的“传感器内背景偏移抵消”机制，为抑制室温红外探测中的宽带热辐射背景诱导电流提供了新方法。相关成果以“Sensitive infrared photodetection via intrasensor background-offset cancellation in mixed-dimensional van der Waals heterostructures”为题，发表于国际学术期刊《Nature Communicat ...
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 ...
不用Abel反演，如何直接获得电子三维动量？TPX3CAM给出了新的解决方案！如果想知道电子究竟向哪个方向飞、飞得有多快，Velocity Map Imaging（VMI）几乎是所有强场物理和超快光谱实验都会用到的重要技术。然而，传统VMI一直存在一个技术难题：探测器能够记录电子落点的位置，却无法直接获得电子沿飞行方向的速度信息。因此，大多数实验只能获得二维动量投影，而完整的三维速度分布，往往需要借助Abel反演或切片成像等复杂方法才能恢复。那么，是否能够像记录一张普通图像一样，同时获得电子的空间位置和飞行时间，从而直接重建三维动量？近期发表于 Review of Scientific Ins ...
用于硅粒子探测器TPA - TCT的FYLA飞秒激光解决方案摘要：在本文中，我们介绍了TPA - TCT作为硅探测器表征技术，对SPA的TCT方法进行对比，并重点讲述了一种TPA - TCT的实验搭建和测试方法。瞬态电流技术（TCT）是一种完善的方法来表征硅粒子探测器，无论是辐照和非辐照。在基于单光子吸收（SPA）的传统激光TCT实现中，空间分辨率仅限于二维，因为电荷载流子是沿着探测器内激光束的整个传播路径产生的。因此，对器件沿光束轴位置的灵敏度基本上是有限的。双光子吸收瞬态电流技术（TPA - TCT）通过利用硅中的非线性吸收来克服这一限制。当使用亚带隙光子能量时，线性吸收被强烈抑制，并且电 ...
钛宝石飞秒激光器波长不够用？ORIA扩展器一键覆盖340-4090nm，可按需灵活组合！一、钛宝石飞秒激光器：超快光学研究的基石钛宝石（Ti:Sapphire）飞秒激光器自上世纪80年代末问世以来，一直是超快光学领域核心的光源之一。其核心增益介质为掺钛的蓝宝石晶体（Ti³⁺:Al2O3），凭借近红外波段极宽的发射谱带（约650 nm至1100 nm），钛宝石激光器能够支持极窄的飞秒级脉冲输出，同时保持优异的光束质量。例如， Spectra-Physics公司的MAI TAI系列钛宝石飞秒激光器，可在680 nm至1080 nm的波长范围内实现调谐，输出脉冲宽度可压缩至100fs以内，重复频率通 ...
Moku 一体化测试方案：从 Allan 标准差到系统稳定性分析引言在上一篇文章《Allan 方差理论和测量方法》中，我们系统介绍了 Allan 方差（Allan deviation）的理论基础，以及它在分析系统稳定性中的重要作用。在实际测量中，如何更高效测量 Allan 标准差？是选择实时观测，还是导出数据再分析？是用于快速调试，还是进一步完成深度分析与建模？在本文中，我们将介绍一种更为高效且灵活的方法：通过 Moku 相位表，即可实现两种 Allan 标准差分析方式，帮助用户在不同测试场景下快速完成稳定性评估。Moku:Delta 配备8通道输入/输出，2 GHz /6 GHz输入带宽，内 ...
突破光学不变量的桎梏：ULTRA 显微镜系统与 ALCOR 飞秒激光器在跨尺度神经成像中的协同创新摘要在系统神经科学领域，实现活体状态下对大脑皮层进行超宽视场（Ultra-wide Field of View, FOV）与高分辨率并存的双光子成像，一直是光学工程与生物学交叉领域的重大挑战。传统的双光子显微镜受限于 Smith-Helmholtz 不变量，难以在保持高数值孔径（NA）的同时实现大视场成像，且深层组织成像常面临严重的像差与信号衰减问题。本文基于中国科学院苏州医工所、 Imperial College London 等团队近期发表于 Light: Science & Appl ...
提高生物成像分辨率技术：暗场米勒矩阵显微镜摘要：在本文中，我们介绍了如何提高生物成像分辨率技术，，并重点介绍了一种暗场米勒矩阵显微镜装置设置的实验搭建和测试方法。光学荧光显微镜有助于观察在常规光线下通常看不见的生物细胞，提供高分辨率和精确的靶向。相比之下，无标签显微镜不依赖于染料或标记物，它利用自然光学特性，如光偏振来研究样品。像超表面和无透镜全息术这样的新技术正在扩展MM显微镜的功能。有些系统使用光弹性调制器或塞曼激光器来快速控制光偏振，而不需要移动部件。所使用的光学设置如图1所示。它利用FYLA的超连续激光作为光源，通过声光可调滤波器选择所需的波长。格兰-汤普森棱镜用于分离垂直偏振光。对于 ...
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