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 ...
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, ...
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 ...
光子晶体光纤宽光谱衰减的高精度测量研究摘要:本研究采用Bentham DTMC300三光栅双单色仪,结合截断法对光子晶体光纤(300–2700 nm)与空芯光子晶体光纤(2000–4000 nm)的光谱衰减进行了系统测量。通过全自动光栅控制、电动狭缝调节与探测器选择,实现了300–5000 nm范围内恒定带宽的高稳定性测量。系统中红外波段采用低温冷却InSb探测器,即使在低信号条件下仍保持高信噪比,从而实现了对两类光纤衰减特性的精确表征,为中红外光纤设计与应用提供了可靠的实验依据。在采用 Bentham DTMC300 三光栅双单色仪,配备电动狭缝和光纤连接器输入,通过截断法测量 PCF (3 ...
传统阈值型单光子探测器通常工作在“click / no-click”逻辑:只要一个或多个光子在响应窗口内触发探测,电子学都可能只输出一个电脉冲。因此,1 个光子、2 个光子甚至更多光子,在普通计数器看来都可能只是“1 次计数”。PNR 则要求把测量结果从二值的 0/1 扩展到 0、1、2、3……N。普通阈值探测:{0, 1} → PNR:{0, 1, 2, 3, …, N}这也是为什么 PNR 不等同于“计数率更高的单光子计数”。PNR关注的是单次事件携带的光子数信息,而不是单位时间内累计了多少个 click。2. 两类 PNR 实现路线:复用符合计数与波形时间特征复用型 pseudo ...
使高灵敏度单光子探测器饱和,并完全淹没待测量的微弱量子信号。因此,实现腔体稳定过程与量子测量窗口的时间解耦,已成为量子实验中的关键技术。在准二维 OMC [2] 和超导量子比特至通信波段光子的电光转换器[1]等平台中,普遍采用“加载–转换(load-and-convert)”等脉冲协议,以维持超低噪声运行。在此类系统中,稳定工作的级联法布里–珀罗滤波腔需要持续提供高精度滤波,以抑制泵浦光泄漏。通过交错式稳定策略,可以在量子态转换与探测期间关闭锁定光,同时保持滤波腔处于稳定共振状态,从而兼顾腔体稳定性与单光子探测灵敏度。解决方案时分双路复用门控控制为解决强锁定激光与单光子测量所需暗背景之间的根本 ...
从固定谱线到连续可调:IceAOTF 可调谐多波长激发系统在荧光显微成像中的应用——超连续谱光源 + 声光可调滤波器,单台光源覆盖 450–2000 nm 多色激发上海昊量光电设备有限公司 | FYLA 产品代理与技术服务 | 荧光显微与生命科学成像方案当目标探针的激发峰落在既有激光谱线之外,研究者通常只能在“更换染料”与“新增激光器”之间取舍——前者改变实验设计,后者改变硬件配置。本文介绍第三条路径:超连续谱激光器搭配声光可调滤波器(AOTF),在不改动显微镜主体光路的前提下,获得 450–2000 nm 范围内连续可调、可多通道同时输出的激发波长。全文依次说明该方案的系统构成与选波原理、关 ...
从一篇 Nature Communications 研究看可重构超构表面表征的光源选型——兼论 IceTune 高分辨可调谐激光系统的技术适配性上海昊量光电设备有限公司 | FYLA 产品代理与技术服务 | 光电测试与光谱表征方案超构表面的动态可重构能力已由材料相变实现,但能否把这种能力"测量出来",则取决于照明光源是否满足一组由器件物理特性决定的刚性约束。本文以一项发表于 Nature Communications 的二氧化钒(VO2)相变超构表面研究为切入点,逐项拆解其表征工作对光源的波长覆盖、谱纯度、偏振特性与带外抑制所提出的要求,并推向可泛化的选型准则——IceTu ...
从多光束干涉到3cm/s频率稳定:FP标准具的高精度光谱“标尺”之路一、高分辨率光谱为什么需要一把稳定的“光学尺”在普通光谱实验中,研究人员首先关心“有没有谱线”;进入高分辨率和高精度阶段后,问题会进一步变成“谱线究竟位于哪个频率、经过一段时间后是否仍在同一位置”。温度、机械应力、空气折射率变化以及光谱仪内部漂移,都可能让探测器上的谱线位置发生微小变化。于是,一个具有规则频率间隔、能够重复读取的参考谱就成为系统校准的关键。Fabry-Pérot(FP)标准具的优势正在这里:用宽带光照明时,其透射谱会出现一串近似等间隔的窄峰,相当于在频率轴上放置大量规则“刻度”。这些刻度可用于追踪光谱仪漂移、标 ...
从“腔长稳定”到 1 Hz 线宽,Stable Laser Systems 超稳腔(超高精度 Fabry–Perot 腔)起到的决定作用!一、为什么“窄线宽”会归结为“控制腔长”?高精度光谱、光学原子钟、光频梳稳频、相干光通信和长相干长度测量都在追求同一件事:让激光频率在目标时间尺度内尽可能不漂、少抖。单纯依靠激光器自身的机械腔或电流控制,很难把环境扰动隔离到 10⁻¹⁵ 量级。工程上更有效的做法,是先准备一个频率判别能力极强、短期稳定性极高的参考——高精细度 Fabry–Perot 光学腔——再用反馈把激光“追随”这个参考。因此,超稳腔不是一个简单的“窄带滤波器”。它本质上是一把以光学长度 ...
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