上海技物所卢伟/李冠海/陈小双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 ...
超导太赫兹探测器Bolometer-HEB混频器：50 ps响应测量方案超导太赫兹探测器Bolometer-HEB混频的核心价值，可以概括为“宽频率覆盖 + 高灵敏度 + 超快响应 + 低温系统化配置”。对于需要从极弱THz信号中提取有效信息，或需要捕获纳秒、皮秒级瞬态THz信号的科研实验，HEB是一类值得重点考虑的探测方案。一、为什么实验需要THz高性能超导探测器？在光学测量中，可见光和近红外探测技术已经非常成熟。以硅、InGaAs 等材料为代表的光电探测器，可以实现高速、高灵敏度的光信号探测，广泛应用于光通信、成像、光谱分析等领域。既然普通光电探测器已经能够实现高速、高灵敏度的光探测，为什 ...
锁相相机在合成波长全息非视域成像中的应用当目标被墙体遮挡，或隐藏在毛玻璃、生物组织等散射介质之后时，普通相机难以直接成像，通常只能拍到一片杂乱的散斑。拍不到信息的原因并不是光完全消失了，而是光在多次散射后，原本携带目标形状的信息被打乱，有效信号很弱，相位关系也变得复杂。如何从这些看似无序的光中恢复目标，是非视域成像的重要课题。一项合成波长全息研究给出了具有代表性的解决方案：利用连续波激光、外差干涉和锁相焦平面阵列相机，记录两个相近波长下的复值散射光场，再通过计算重建隐藏目标。实验在约58mm×58mm的墙面探测区域内，实现了近半球视场、亚毫米级分辨能力，并在46ms内完成完整物场采集。锁相相机 ...
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 ...
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 ...
细胞跑太快，显微镜怎么追上它？转盘共聚焦的前世今生摘要别被显微镜下那张安静的细胞照片骗了。真实的细胞内部，其实热闹得像一场高速运转的微观电影：线粒体在分裂、融合，囊泡在细胞里来回穿梭，钙信号可能几秒内就完成一次爆发。问题是，细胞跑得这么快，显微镜真的追得上吗？传统宽场显微镜拍得快，但画面容易被焦外背景“糊”住；激光扫描共聚焦看得清，却要一个点一个点慢慢扫，遇到活细胞成像中快速的细胞动态过程就可能慢半拍。于是，转盘共聚焦显微镜登场了。它的思路很巧妙：既然一个光点扫描太慢，那就让很多光点一起扫描。这样，显微镜不仅能保留共聚焦的清晰度，还能用更快的时间分辨率和更温和的方式（低光毒性）捕捉活细胞中的瞬 ...
研究活细胞，为什么转盘共聚焦经常被优先考虑？摘要上一篇我们从来源和原理出发，讲到转盘共聚焦并不只是“拍得快”，而是在速度、信号和分辨率之间，为动态生命过程寻找一种更合适的成像平衡。到了活细胞研究中，这种平衡就变得格外重要。本文将从高速成像、低光毒性、弱信号探测和快速 Z-stack四个方面，继续看看转盘共聚焦如何帮助研究者更真实、连续地记录细胞内正在发生的动态变化。关键词：转盘共聚焦；高速成像；低光毒性；弱信号探测；科学级CMOS相机一.高速成像：不漏掉细胞的瞬时动态速度是转盘共聚焦较直观的优势。与传统单点扫描共聚焦不同，它通过针孔阵列实现多点并行扫描，可在较短时间内完成整个视场采集；配合高灵 ...
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