近日，重慶兩江協同創新區入駐高校院校華東師范大學重慶研究院（下稱“研究院”）在重要基礎研究領域取得關鍵突破，該院院長曾和平教授與黃坤研究員課題組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之一。

　　這標志著兩江協同創新區集聚一流創新資源，增強基礎研究和原始創新能力，推動打造全市科技創新重要策源地再結碩果。

　　據了解，中紅外探測與成像在天文觀測、空間遙感、生物醫學、材料檢測等眾多領域都有重要應用，而實現單光子量子極限的超靈敏中紅外測控仍頗具挑戰。

　　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。然而，現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。

　　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方案提升了至少1個量級。

　　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。更進一步，研究人員利用該中紅外成像系統實現了校園卡內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。

　　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大視場成像，規避了傳統方案對機械掃描、參數調節或數據后處理的依賴，顯著提升了成像速率。此外，該系統還具有高精度三維成像能力，結合高靈敏、高分辨、高幀頻的優點，所形成的大視場成像技術有望發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。（張艷）

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