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 ...
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 ...
Swabian Time Tagger X：皮秒级时间标记实现PNR光子数分辨Swabian Time Tagger X 单光子计数器/符合计数器：如何用皮秒级时间标记实现 PNR 光子数分辨在量子光学实验里，“单光子计数”常被理解为记录每一次探测器 click；但在更高阶的量子态表征、线性光学量子计算和量子增强测量中，仅知道“有没有光子”往往不够，还需要进一步知道“一次事件里有几个光子”。这就是光子数分辨（Photon-Number Resolution, PNR）的核心任务。需要先明确：Swabian Time Tagger X 本身不是把光子转换为电脉冲的 PNR 探测器。SNSPD、S ...
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 ...
势垒则为光生载流子提供了二次电荷提取路径。原子力显微镜（AFM）表征证实了该器件层状结构，其中包括约10 nm厚的BP层、约240 nm厚的PdSe2层以及约50 nm厚的hBN封装层。通过外部栅压调控，可以精准改变器件内部的费米能级，从而同步调节器件的有效响应面积（A）与响应度（R），为后续的动态视觉适应奠定了物理基础。栅压调控下的动态视觉适应机制该器件的自适应能力源于栅压对内部电场和光电流分布的动态调控。当施加+40 V正偏压时，Au/BP界面的光电流被显著增强，模拟了人眼在弱光环境下的视觉适应机制；反之，当施加-40 V负偏压时，内部结场向BP/PdSe2侧发生偏移，导致器件整体响应度下 ...
带排列为光生载流子的空间分离提供了内建电场基础。更为关键的是，当长波长的红外光激发黑磷层时，会在其中诱导空穴的积聚，进而形成局域化的价带势垒。这一势垒能够可逆地反转异质结内部的电场方向，从而为“光谱极性反转”提供了坚实的物理基础。Ge/BP异质结中的波长依赖性极性切换在该Ge/BP异质结器件中，研究团队观察到了明显的波长依赖性极性切换现象。实验表明，在特定的反转波长（λR ≈ 3.1 μm）处，器件的外部量子效率（EQE）发生了明显的极性反转。具体而言，当入射光波长小于λR时，器件产生正向光电流；而当入射光波长大于λR时，器件则产生负向光电流。这种极性反转并非偶然，而是可以通过材料工程进行精确 ...
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 ...
科研前沿 | 单探测器实现多峰光谱重建！共聚焦拉曼光谱仪助力二维材料表征新突破近日，中国科学院上海技术物理研究所的研究团队在计算光谱学领域取得重要进展。该团队提出了一种基于面内双底栅黑磷（BP）光电探测器的可门控能带轮廓光谱仪，成功在单个探测器上实现了高精度、多峰光谱的重建。相关成果以“Local Band‐Profile Control Unlocks Multipeak Spectral Reconstruction in a Single Photodetector”为题发表于国际学术期刊《Advanced Functional Materials》。该研究通过引入可调门控带形调制技术， ...
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