近日，華東師范大學重慶研究院（下稱“研究院”）在基礎研究領域取得重要突破，該院院長曾和平教授與黃坤研究員課題在紅外靈敏成像領域，提出了基于啁啾極化晶體的上轉換廣角成像新方法，實現(xiàn)了寬視場、超靈敏、高幀頻的中紅外光子成像，這是當前國際上最高速、最靈敏的中紅外成像系統(tǒng)之一，相關成果在線發(fā)表于最具國際權威性的科學期刊《自然》（子刊）。 ]n _-
  
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據(jù)了解，中紅外探測與成像在天文觀測、空間遙感、生物醫(yī)學、材料檢測等眾多領域都有重要應用，而實現(xiàn)單光子量子極限的超靈敏中紅外測控仍頗具挑戰(zhàn)。 79s6U^vv"  
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近年來，紅外上轉換探測技術備受關注，其結合高保真光子頻率變換與高性能硅基探測器件，為紅外單光子探測與成像提供了一條可行之道。 dsR{ P,!  
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然而，現(xiàn)存上轉換探測方案受相位匹配限制，信號接收角較小，難以實現(xiàn)寬視場成像，是當前阻礙該技術向更廣泛應用推進的最主要瓶頸。 d#ya"e>  
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為此，研究院課題組提出了基于啁啾準相位匹配的上轉換廣角成像技術，利用啁啾極化鈮酸鋰晶體（CPLN）實現(xiàn)了不同角度入射信號的自適應相位匹配，獲得的接收角較傳統(tǒng)方案提升了至少1個量級。
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同時，該團隊結合同步脈沖泵浦技術與窄帶高效濾波技術有效壓制背景噪聲，獲得了1光子/脈沖極低照度下單光子水平的中紅外大視場成像。不僅如此，研究人員利用該中紅外成像系統(tǒng)實現(xiàn)了校園卡內(nèi)部結構的實時掃描檢測，清晰識別了卡片芯片與金屬線圈，該成像技術有望應用于半導體芯片檢測、材料無損探傷等領域。 _8 vxb  
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值得一提的是，上述上轉換廣角成像技術通過單次采集即可實現(xiàn)大視場成像，規(guī)避了傳統(tǒng)方案對機械掃描、參數(shù)調(diào)節(jié)或數(shù)據(jù)后處理的依賴，顯著提升了成像速率。 nd3]&occ  
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此外，該系統(tǒng)還具有高精度三維成像能力，結合高靈敏、高分辨、高幀頻的優(yōu)點，所形成的大視場成像技術有望發(fā)展出超靈敏中紅外時間分辨光譜成像分析儀，可為高通量生物與材料多維（空間-時間-光譜）復合檢測提供新工具。