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 ...
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 ...
空间光调制器（SLM）在中性原子量子计算中的应用一、引言量子计算利用量子叠加、纠缠与干涉特性，在特定问题上具备超越经典计算机的算力优势。当前主流技术路线包括超导、离子阱、中性原子、光量子等，其中中性原子系统近年实现突破性进展。中性原子量子比特天然全同、室温长相干（秒级）、无布线约束、可动态排布二维/三维阵列，完美契合大规模量子计算对高保真度、高扩展性、低串扰的核心需求。图 1： 中性原子量子计算系统二、中性原子体系与核心原理2.1 主流原子选择2.1.1铷 - 87（⁸⁷Rb，zui主流）能级简单、冷却 / 操控技术成熟、成本低。超精细基态相干时间秒级，适合长时量子存储。2.1.2 铯 - 1 ...
从“光放大”到“单光子记录”：SPAD如何改变弱光探测在激光雷达、远距离目标探测、三维成像、荧光寿命测量以及微弱光信号检测等领域，探测器往往需要面对一个共同挑战：如何在光子数量极少、信号持续时间极短的情况下，准确识别目标信息。长期以来，像增强型电荷耦合器件（ICCD）凭借较高的增益、纳秒级门控能力和成熟的成像方案，一直是弱光探测领域的重要技术路线。但随着CMOS工艺、单光子探测技术和高速时间数字转换技术的发展，单光子雪崩二极管（Single-Photon Avalanche Diode，SPAD）正在逐渐成为新的选择。对于超大面阵、特殊光谱范围以及部分成熟工业系统，ICCD仍然具有明显价值。但 ...
面向不同波段与高NA的紫外光学系统表征方法在半导体微纳加工与高端光刻系统中，紫外（UV）及深紫外（DUV）光学系统构成了工艺节点的物理基石。随着制程技术的演进，紫外光谱被精细地切割为多个独立的工作波段，每一个波段都对应着特定的光源形态、数值孔径（NA）极限以及成像架构。这种高度分化的技术路线，决定了光学表征方法必须具备极强的场景依赖性与针对性。一. 物理边界：瑞利判据与k₁因子的博弈光刻系统本质上是一个受衍射限制的投影成像系统。其分辨能力由瑞利判据（Rayleigh criterion）严格定义：CD = k1 · λ / NA其中λ代表波长，NA 代表数值孔径，这里的NA指晶圆侧在浸没介质中 ...
从“弯曲的桌面”到“亚厘米精度”：一篇带你读懂SPAD阵列激光雷达的误差与补偿2025年4月，中国计量大学的研究团队系统地分析时间门控SPAD阵列激光雷达的两大核心误差源，并提出了可量化的补偿方法。实验结果令人印象深刻：补偿后误差降低超过60%，深度分辨率优于1厘米。下面，我们就来拆解其中的技术细节。一、时间门控SPAD激光雷达的工作原理在深入误差分析之前，先快速理解这个系统是怎么工作的。与传统TCSPC（时间相关单光子计数）技术不同，时间门控SPAD阵列不逐点累积光子直方图，而是通过时间门来“切片”。每个时间门是一个固定宽度的时间窗口，比如5纳秒。相机在连续的门控周期中依次打开这些窗口，每个 ...
精准评估视网膜蓝光危害：LDM-1901光生物安全测量系统解析随着LED照明技术的普及，蓝光危害问题日益受到关注。蓝光在可见光中波长较短（约380nm至500nm）、能量较高，过度接收蓝光可能导致视网膜损伤。LDM-1901系统严格遵循国际IEC/EN 62471标准，满足产品CE认证要求。本文将为您详细解析LDM-1901望远镜 + BTS2048-VL-TEC光谱辐射计组成的专业光生物安全测量系统。重点介绍其如何精准评估视网膜蓝光危害，为LED照明制造、设备检测及安全评估提供可靠的技术解决方案。一、产品概述：LDM-1901 + BTS2048-VL-TEC测量系统LDM-1901并非一台 ...
一种多能量软X射线（SXR） 针孔相机在对称环面（MST）中的设计与测试1.简介本文重点介绍的是一款多能量（ME）软X射线（SXR）针孔相机系统。本系统由普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）、威斯康星大学麦迪逊分校物理系与东京大学合作，为麦迪逊对称环面（MST）反向场缩颈（RFP）装置联合开发。该新型诊断技术的核心优势在于：可同步测量多个能量范围的X射线发射率，直接推断核心电子温度（Te）和杂质密度（nZ）的空间分布特征，且无需依赖等离子体轮廓先验假设、磁场重建约束、高密度限制或逐次测量可重复性要求。2、方法学本系统设计目标是监测所有MST放电场景中中等Z杂质辐射在多能量范围的径向时间演化。 ...
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