锁模激光器：从原理到产品，一篇搞懂什么是锁模？想象一下这样的场景：一个音乐厅里有一百位歌手，每个人都在自顾自地唱着自己喜欢的歌，节拍、音调完全不同。这时候你听到的，只会是一片嘈杂的嗡嗡声，强度大致恒定——这就是普通连续激光器的工作状态。现在，如果给这群歌手来一位指挥，让他们全部按照同一个节拍、同一个音高、同一时刻开口唱歌，会发生什么？当一百个声音完美同步时，会在那一瞬间爆发出震耳欲聋的声浪，然后在下一个瞬间又全部安静下来。锁模激光器干的就是这件事：把激光器里原本“各唱各的”的多个频率模式，强行“指挥”到同一个步调上，让它们团结起来，周期性地产生一个巨大的能量峰值，从而输出超短激光脉冲。这个“指 ...
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 ...
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 ...
用于时域漫射光学方法的超连续激光器摘要：在本文中，我们介绍了时域漫射技术，并重点介绍了一种TD-DCS装置设置的实验搭建和测试方法。由这种相互作用产生的两种众所周知的现象是吸收和散射。吸收包括光子能量的耗散；而散射指的是光被细胞以随机方向分散在组织内部。光源发射的光子在组织内部衰减，光子路径长度是深度灵敏度的直接指标。在这个范围内，漫射光学作为一种定量的方法来解释光子在组织内部的迁移。研究血液组织的几种常用技术包括传统的漫射光学光谱技术（DOS）和相对较新的漫射相关光谱技术（DCS）。在漫射光谱学中，也称为近红外光谱学，光子在特定波长的衰减被用作血容量和氧合的指标。而在漫射相关光谱（DCS）中 ...
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 ...
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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