Millimeter-scale wide-field mid-infrared photothermal imaging enabled by a broadly tunable picosecond optical parametric oscillator
Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）；Otto Schott Institute of Materials Research, Friedrich-Schiller-University Jena（弗里德里希·席勒大学耶拿分校奥托·肖特材料研究所）；Friedrich-Schiller-University Jena（弗里德里希·席勒大学耶拿分校）
研究克服宽场中红外光热成像在视场等方面的限制，通过开发由商用皮秒光参量振荡器驱动的F-MIP成像平台，实现毫米级宽场成像及900cm-1以下宽场MIP成像，可用于生物医学成像等，是高通量振动成像可扩展平台。
2026-07-08 physics.app-ph physics.bio-ph physics.ins-det
Bond-Selective Intensity Diffraction Tomography
在广泛应用的全息和计算成像技术中，恢复分子信息仍然是一个巨大的挑战。为了应对这一挑战，我们开发了一种计算中红外光热显微镜，称为键选择性强度衍射断层扫描（BS-IDT）。基于一个低成本的明场显微镜与一个附加的脉冲光源，BS-IDT恢复红外光谱和键选择性的3D折射率地图从强度只测量。验证了高保真红外指纹图谱的提取。生物细胞的体积化学成像以每体积约20秒的速度展示，横向和轴向分辨率分别为约350 nm和约1.1微米。通过化学定量储存在癌细胞中的脂质和具有大视野（~100微米X 100微米）的秀丽隐杆线虫的体积化学成像来研究BS-IDT的应用潜力。
2022-09-01 physics.bio-ph physics.optics
Hysteresis-controlled Van der Waals tunneling infrared detector enabled by selective layer heating
本文提出一种基于二维材料范德华隧穿结构、依靠层间选择性加热产生迟滞阈值光开关的中红外探测器，可在弱光下输出0.05–1 V光电压并支持红外视觉神经元与层间热传递研究。
2024-12-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultra-narrowband selective tunable filters for visible and infrared wavelength ranges
已经详细研究了非单色辐射与包括等离子体和介电纳米颗粒的两种类型的阵列的相互作用。我们已经表明，介电纳米颗粒阵列提供了一个完整的选择性反射的入射平面波在一个狭窄的谱线内的集体晶格共振与$10^3$或更大的Q因子，而等离子体耐火TiN和化学稳定的Au纳米颗粒阵列表现出高Q共振与中等反射率。这些共振线的光谱位置由晶格周期以及颗粒的大小、形状和材料组成决定。此外，具有固定尺寸参数的阵列使得可以通过相对于入射辐射的方向倾斜阵列来微调所选择的共振谱线的位置。这些效应提供了工程的新的选择性可调谐光学高Q值滤波器在宽范围的波长：从可见光到中红外线。几个高折射率的介电纳米粒子材料与低吸收提出了各种光谱范围，如铌酸锂$_3$，TiO $_2$，GaAs，Si和Ge。
2019-07-09 physics.optics
Plasmonically enhanced spectrally selective narrowband MWIR and LWIR light detection based on hybrid nanopatterned graphene and phase changing vanadium oxide heterostructure operating close to room temperature
我们提出了一个超灵敏中红外（中红外）光电探测器的模型，该光电探测器工作在中波长红外（MWIR）和长波红外（LWIR）域，由纳米图案化石墨烯（NPG）和二氧化钒制成的混合异质结构组成（VO $_2$），其表现出$R\sim 10^4$ V/W的大响应度，超过$D^*\sim 10^{10}$ J的探测率，以及通过利用薄VO $_2$膜的相变，在接近室温的噪声等效功率$\mathrm{NEP}\sim 100$ fW/ $\sqrt{\rm Hz}$方面的灵敏度。我们提出的光电探测器可以达到近100%的吸收单层石墨烯由于局部表面等离子体（LSP）周围的图案化的圆孔。纳米图案的几何形状和静电栅极电势可用于在3和12 $μ$ m之间调节中IR区域中的吸收峰。在通过NPG片的光子吸收和由此产生的VO $_2$从绝缘相到金属相的相变之后，所施加的偏置电压$V_b$触发通过VO $_2$片的电流，该电流可以在约1 ms内被电子地检测到，比当前VO $_2$测辐射热计的检测时间短。我们设想的中红外光电探测器达到低温冷却碲镉汞光电探测器的探测率和灵敏度大于VO $_2$微测辐射热计，同时接近室温工作。
2021-03-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Wide-angle spectrally selective absorbers and thermal emitters based on inverse opals
工程光学吸收剂在从减少杂散光到能量转换的应用中具有重要意义。我们展示了一种大面积（厘米级）的超材料，其特点是在中红外波长范围内的近单位频率选择性吸收。超材料包括自组装的多孔结构，称为反蛋白石，这里由二氧化硅制成。该结构的大体积分数的空隙，以及二氧化硅在中红外光谱范围内的振动共振，将超材料的折射率降低到接近空气的折射率，并引入相当大的光吸收。结果，频率选择性结构即使在非常倾斜的入射角下也有效地吸收两种偏振的入射光。吸收器在高温下（测量高达~900摄氏度）保持稳定，使其能够作为频率选择性热发射器运行。这种吸收器/发射器的优异性能和易于制造使其成为被动辐射冷却，激光安全和其他大面积应用的有前途的表面涂层。
2019-10-08 physics.app-ph physics.optics
Tunable near- to mid-infrared pump terahertz probe spectroscopy in reflection geometry
强场中红外泵浦太赫兹（THz）探测光谱技术已被证明是强关联材料中不同阶次光控制的有力工具。报道了一种反射式超快宽带红外泵浦-太赫兹探测系统的研制。采用GaSe作为非线性晶体，利用双输出光参量放大器产生中红外脉冲。该装置能够在1.2 $μ$ m至15 $μ$ m及以上的波长范围内泵浦散装材料，并在不同温度下检测THz探针反射电场的细微瞬态光致变化。作为示范，我们提出了15 $μ$ m泵浦-太赫兹探测测量散装EuSbTe $_{3}$单晶。可以清楚地分辨反射的THz电场中的$0.5\%$瞬态变化。这种宽调谐的抽运能量可用于模式选择激发实验，并可应用于许多强关联电子系统。
2017-10-09 physics.ins-det physics.optics
Highly-Efficient Selective Metamaterial Absorber for High-Temperature Solar Thermal Energy Harvesting
在这项工作中，超材料选择性太阳能吸收器的纳米结构的钛光栅沉积在一个MgF 2间隔和钨地膜提出和实验证明。所制造的太阳能吸收器的特征在于在UV、可见光和近红外（IR）区域中的正常吸收率高于90%，而中红外发射率为约20%。太阳光谱中的高宽带吸收是通过表面等离子体激元和磁极化子共振的激发实现的，而低中红外发射率是由于金属成分的高反射性质。进一步的定向和偏振反射率测量表明，宽角度和偏振不敏感的太阳光谱内的高吸收。温度依赖性光谱表征表明，在高达350°C的高温下，光学性质几乎没有变化。使用制造的超材料太阳能吸收器的太阳能-热转换效率预计在100°C下为78%，没有光学聚集，或者在400°C下为80%，25个太阳，并且可以在超材料设计期间通过更好的制造工艺和几何优化进一步提高。强光谱选择性、良好的类漫射行为和优异的热稳定性使得超材料选择性吸收器有希望在中高温下显著增强各种系统中的太阳热能收集。
2014-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Mid-Infrared Plasmonic Biosensing with Graphene
红外光谱是通过生物分子的振动指纹进行化学鉴定的首选技术。然而，红外线与纳米尺寸分子的相互作用很差。在这里，我们利用石墨烯独特的电光特性来展示一种高灵敏度的可调等离子体生物传感器，用于蛋白质单层的化学特异性无标记检测。纳米结构石墨烯的等离子体共振被动态调谐以在不同频率下选择性地探测蛋白质并提取其复折射率。此外，石墨烯中的极端空间光限制比金属高出两个数量级，与纳米生物分子产生前所未有的高重叠，从而能够在检测其折射率和振动指纹时实现卓越的灵敏度。石墨烯的可调光谱选择性和增强的灵敏度的组合为生物传感开辟了令人兴奋的前景。
2015-06-24 physics.optics
Sensitive multi-species photoacoustic gas detection based on mid-infrared supercontinuum source and miniature multipass cell
本文报道了中红外波段痕量气体的多通宽带光声光谱。传感器的测量原理依赖于基于超连续谱的傅里叶变换光声光谱（FT-PAS），其中扫描干涉仪调制中红外超连续谱光源的强度，并且悬臂梁麦克风用于灵敏的光声检测。使用定制的外部赫里奥特池，超连续谱光束通过微型声学非共振气室传播十次。FT-PAS系统的性能通过测量各种碳氢化合物的基本C-H伸缩带来证明。甲烷的噪声等效检测限为11 ppb（平均时间为40 s，15 $μ$ W/cm $^{-1}$入射功率谱密度，4 cm $^{-1}$分辨率），与以前最好的FT-PAS系统相比，提高了12倍。该传感器的高线性度和良好稳定性可从具有强光谱重叠的气体混合物中可靠地识别单个物种，为小样本量下的灵敏和选择性多物种检测奠定了基础。
2022-04-13 physics.ins-det physics.optics
Video-rate mid-infrared imaging in the molecular fingerprint region via nanosecond non-degenerate two-photon absorption
University of California Irvine（加州大学尔湾分校）；Beckman Laser Institute and Medical Clinic, University of California Irvine（贝克曼激光研究所与医学诊所，加州大学尔湾分校）；Trestle Optics（Trestle光学）
本研究通过纳秒非退相干二光子吸收技术实现了分子指纹区的视频速率中红外成像，克服了传统飞秒激光系统在实用性和可扩展性上的限制。
2026-01-25 physics.optics
Broadband infrared spectroscopy of condensed phases with two intra-pulse difference-frequency-generation frequency combs
中红外光谱为研究凝聚相中复杂分子的结构和动力学提供了一种新的途径。因此，开发紧凑型和宽带中红外光谱仪一直是一个长期的挑战。在这里，我们表明，一个高度相干和宽带中红外频率梳可以产生通过使用脉冲内差频产生与脉冲的训练从几个周期的钛：蓝宝石振荡器。通过将振荡器输出光束聚焦到单通扇出型双极化锂酸盐晶体中，并使晶体相对于入射光束的取向倾斜，可以产生具有从1550 cm-1（46 THz）到3650 cm-1（110 THz）的倍频程光谱带宽和消失的载波包络偏移相位的中红外频率梳。然后，使用两个相干的中红外频率梳，我们证明了超宽的中红外双频梳光谱的芳香族化合物和氨基酸在溶液中的实验是可行的。因此，我们预计，我们的中红外频率梳可用于进一步开发超快和宽带红外光谱的化学反应和生物分子在凝聚相。
2020-01-15 physics.chem-ph physics.optics
Surface Protection and Activation of Mid-IR Plasmonic Waveguides for Spectroscopy of Liquids
本文通过ALD沉积约10 nm的Al2O3或ZrO2钝化层保护Ge/Au中红外等离子体波导免受水溶解影响，实现宽带液体检测，并证明ZrO2涂层波导经表面功能化后可在9.38 μm选择性测量乙醚。
2023-05-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Cavity-Enhanced Vernier Spectroscopy with a Chip-Scale Mid-Infrared Frequency Comb
该研究将Vernier技术用于自由运行的带间级联激光器频率梳，结合厘米级高精细度腔实现紧凑的腔增强宽带中红外化学传感，并以2 ms分辨率探测ppm级二氟乙烷。
2021-12-07 physics.ins-det physics.optics
Bond-selective interferometric scattering microscopy
干涉散射显微镜是一种非常有前途的技术，用于以高通量方式对从蛋白质到病毒的广谱生物纳米颗粒进行高灵敏度无标记成像。虽然它可以揭示样品的尺寸和形状信息，但化学成分在干涉测量中是无法获得的。红外光谱成像基于样品的固有化学键振动提供化学特异性，但由于长红外波长而缺乏成像和分辨单个纳米颗粒的能力。在这里，我们描述了一种键选择性干涉散射显微镜，其中中红外诱导的光热信号由宽视场共路干涉配置中的可见光束检测。利用薄膜分层衬底来减少反射光并为弱散射场的干涉检测提供参考场。采用脉冲中红外激光器调制干涉信号。随后通过虚拟锁定相机进行解调，同时提供数十个微米或纳米颗粒的化学信息。化学对比度产生于粒子散射场的微小变化，这是目标分子振动吸收的结果。我们的特点与亚波长聚合物珠和突出的生物学应用的化学成像几种微生物，包括金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，白色念珠菌的系统。建立了一个理论框架，扩展键选择性干涉散射显微镜的生物微米和纳米粒子的广泛范围。
2021-06-05 physics.app-ph physics.bio-ph physics.optics
Optimized Si/SiO2 high contrast grating mirror design for mid-infrared wavelength range: robustness enhancement
采用自动优化算法设计了一种高反射率、高对比度的偏振选择光栅反射镜。通过对结构不同长度公差的精确研究，相对于制造误差的鲁棒性已被增强到5%至210%之间的高公差值。结构尺寸的这种调整导致250 nm大带宽反射镜很好地适用于λ= 2.65 $μ$ m的VCSEL应用，并且可以容易地缩放用于其他波长。
2011-11-17 physics.optics
Subwavelength metal grating metamaterial for polarization selective optical antireflection coating
本文研究了一种一维金属/空气间隙亚波长光栅超材料，利用等离激元耦合共振在锗基底上实现偏振选择性增透，最大透射率达93.4%，且无需深亚波长周期，便于器件制造。
2015-05-30 physics.optics
Mid-infrared snapshot spectral imaging via nonlinear radial dispersion
East China Normal University（华东师范大学）；Chongqing Institute of East China Normal University（华东师范大学重庆研究院）；Shanxi University（山西大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Guangyang Bay Laboratory
提出利用非线性径向色散实现中红外快照光谱成像，通过波长相关的相位匹配同时完成频率上转换和光谱复用，无需外部色散元件，在2.5-4.0 μm波段实现接近1光子/像素/脉冲的灵敏度。
2026-06-16 physics.optics
Infrared chemical imaging through nondegenerate two-photon absorption in silicon-based cameras
基于中红外（MIR）光谱对比度的化学成像是一种重要的技术，具有无数的应用，包括生物医学成像和环境监测。然而，目前的MIR相机缺乏性能，并且与在可见光和近红外线下工作的成熟Si基设备相比，价格要低得多。在这里，我们展示了快速MIR化学成像通过非简并双光子吸收（NTA）在一个标准的硅基电荷耦合器件（CCD）。我们表明，宽视场MIR图像可以获得在100毫秒曝光时间，使用皮秒脉冲能量只有几个fJ每像素通过NTA直接在CCD芯片上。因为这种片上方法不依赖于相位匹配，所以它是无干扰的，并且不需要对图像进行复杂的后处理。我们强调这种技术的实用性，通过化学选择性MIR成像的聚合物和生物样品，包括移动目标，物理过程和活线虫的MIR视频。
2020-03-25 physics.ins-det physics.optics
Mid-infrared sub-wavelength grating mirror design: tolerance and influence of technological constraints
比较了适用于VCSEL集成的大带宽、高偏振选择性Si/SiO2中红外亚波长光栅反射镜。这些反射镜已被自动设计为在λ= 2.3 $μ$ m的操作，通过优化算法，最大化一个专门定义的品质因数。与光栅制造过程中的几个技术约束已被施加在优化算法和它们对反射镜的光学性能的影响进行了评估。此外，通过对不同尺寸的结构的公差计算，相对于制造误差的鲁棒性进行了测试。最后，看来反射镜的光学性能的增加强加了具有更严格的技术约束的更少公差的设计，从而导致对制造过程的更严格控制。
2011-12-01 physics.optics
Metasurface-Enhanced Mid-Infrared Imaging Spectroscopy with Broadband Quantum Cascade Lasers
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
提出一种结合宽带梯度超表面与射频调制量子级联激光器的紧凑型中红外成像光谱平台，通过匹配超表面共振与激光发射光谱，实现单帧获取增强吸收条形码图像，将采集时间缩短三个数量级。
2026-06-11 physics.optics
Bond-Selective Full-Field Optical Coherence Tomography
光学相干断层扫描（OCT）是一种无标记、无创的三维成像工具，广泛应用于生物学研究和临床诊断。目前的OCT模式只能可视化标本断层扫描没有化学信息。在这里，我们报告了一种键选择性全场OCT（BS-FF-OCT），其中脉冲中红外激光器用于调制OCT信号通过光热效应，实现无标记的键选择性的高散射样品的3D截面成像。我们首先展示了包埋在琼脂糖凝胶中的1 μm PMMA珠的BS-FF-OCT成像。接下来，我们展示了来自标准外科口罩的聚丙烯纤维床垫的3D高光谱成像。然后，我们展示了生物样品，包括癌细胞球体和C。优雅使用另一种脉冲定时配置，我们最终证明了BS-FF-OCT在大体积和高散射的150 μm厚的小鼠脑切片上的能力。
2023-01-31 physics.bio-ph physics.optics
Metasurface-enhanced mid-infrared spectrochemical imaging of tissues
针对中红外组织成像信号弱、受形态干扰的问题，本文提出偏振复用多共振等离激元超表面增强的SE-MIRSI方法，实现大面积组织定量分子图谱与超薄区域检测。
2023-04-27 physics.optics q-bio.TO
Video-rate volumetric chemical imaging via mid-infrared photothermal optical diffraction tomography
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Advanced Photonics, RIKEN（理化学研究所先进光子中心）
通过中红外光热光学衍射断层扫描实现视频速率的体积分层化学成像，突破了传统技术在速度与信噪比间的限制，实现了高灵敏度和高精度的活细胞三维化学动态研究。
2026-03-04 physics.optics
Mid-infrared Chemical Imaging of Intracellular Tau Fibrils using Fluorescence-guided Computational Photothermal Microscopy
淀粉样蛋白与广泛的神经退行性疾病有关。然而，从细胞内淀粉样蛋白的天然细胞环境中提取分子结构信息仍然是一个巨大的挑战。为了应对这一挑战，我们开发了一种计算化学显微镜，将3D中红外光热成像与荧光成像相结合，称为荧光引导键选择性强度衍射断层扫描（FBS-IDT）。基于低成本和简单的光学设计，FBS-IDT能够在其细胞内环境中对tau纤维（一种重要类型的淀粉样蛋白聚集体）进行化学特异性体积成像和3D位点特异性中红外指纹光谱分析。具有/不具有接种的tau原纤维的人细胞的无标记体积化学成像被证明显示脂质积累和tau聚集体形成之间的潜在相关性。进行深度分辨中红外指纹光谱以揭示细胞内tau原纤维的蛋白质二级结构。实现了tau原纤维结构的\b{eta} -片层的3D可视化。
2023-02-23 physics.bio-ph physics.optics
Fluorescence-Enhanced Mid-Infrared Photothermal Microscopy
中红外光热显微技术是一种利用可见光感应脉冲红外激光诱导的光热效应的新型化学成像技术。该技术提供亚微米空间分辨率的红外光谱信息，并实现活细胞和生物体的红外光谱和成像。然而，目前的中红外光热成像灵敏度受到散射对温度的弱依赖性的影响，并且图像质量容易受到散射引起的散斑的影响。在这里，我们提出了一种新版本的中红外光热显微镜，其中利用热敏荧光探针来感测中红外光热效应。荧光强度可以在每开尔文1%的水平上调制，这是散射强度调制的100倍。此外，荧光发射没有斑点，因此大大提高了图像质量。此外，荧光团可以靶向特定的细胞器或生物分子，从而增强光热成像的特异性。光谱保真度通过对单个细菌进行指纹识别来确认。最后，光漂白的问题是成功地解决了通过开发一个宽视场的荧光增强的中红外光热显微镜，它允许视频速率键选择性成像的生物标本。
2021-04-06 physics.optics q-bio.BM
Nonlinear interferometer for Fourier-transform mid-infrared gas spectroscopy using near-infrared detection
非线性干涉仪允许使用相关光子进行具有近红外检测的中红外光谱。先前的实施方式已经证明了受光谱选择性检测限制的光谱分辨率。在我们的工作中，我们展示了中红外透射光谱在非线性干涉仪使用单像素近红外检测和傅里叶变换分析。子波数光谱分辨率允许在超过700 $\,$ cm $^{-1}$的光谱带宽中的气体样品的旋转线分辨光谱。我们使用甲烷透射光谱周围3.3 $\,μ$ m波长的光谱分辨率，噪声限制和传输精度的特点，我们的设备。非线性干涉测量和傅里叶变换分析的结合为性能和高效的中红外光谱与近红外检测铺平了道路。
2021-02-03 physics.optics quant-ph
Integrated tunable mid-infrared electro-optic frequency comb generator based on nonlinear conversion
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
提出基于薄膜铌酸锂非线性频率转换的中红外电光频率梳源，通过双通相位调制和差频生成实现中心波长调谐超200 nm、带宽约6 nm，首次实现集成中红外电光梳的独立电子控制。
2026-06-29 physics.optics
Wide-field mid- to long-wave infrared imaging with undetected photons
Imperial College London（帝国理工学院）
本研究利用硫镓银晶体的非共线相位匹配实现宽场中长波红外成像，性能比BLIP极限提升约100倍，为室温中红外成像提供了新途径。
2026-08-21 physics.optics quant-ph
Visible pump -- mid infrared pump -- broadband probe: development and characterization of a three-pulse setup for single-shot ultrafast spectroscopy at 50 kHz
我们在这里报告的实验装置进行三脉冲泵浦探测测量在一个宽的波长和温度范围。通过结合两个泵浦脉冲在可见光（650-900 nm）和中红外（5-20 $μ$ m）的范围内，与宽带超连续白光探头，我们的设备，使两个组合的选择性激发不同的材料自由度和完整的时间依赖性重建的非平衡介电函数的样品。我们在这里描述的光学设置，低温样品环境和定制的采集电子能够参考单脉冲检测宽带光谱的最大重复频率为50 kHz，实现了10 $^{-4}$的顺序的灵敏度超过1秒的积分时间。我们证明了该装置的性能，通过报告数据的中红外泵浦，光推和宽带探测在单晶的Bi $_2$ Sr $_2$ Y $_{0.08}$ Ca $_{0.92}$ Cu $_2$ O $_{8+δ}$在超导和赝能隙阶段。
2020-06-05 cond-mat.supr-con physics.chem-ph physics.ins-det
Binary Dispersion Formulations of Mid-Infrared Lossless Dielectric Contrast Gratings
本文研究零对比光栅的最优设计，揭示第0级和第1级衍射共同决定其近完美透反射特性，并区别于高对比光栅，可应用于带通窗口、分束器、宽带反射器及窄带热发射器。
2023-12-04 physics.app-ph physics.optics
Black phosphorus-based anisotropic absorption structure in the mid-infrared
黑磷（BP）是一种新兴的二维（2D）材料，具有迷人的光学性质，在光学和光子器件中形成了一种有前途的构建块。在这项工作中，我们提出了一个简单的结构，由聚合物和低折射率对比度的介电材料夹在BP，并通过在中红外的引导共振的临界耦合的数值演示了完美的吸收机制。由于BP固有的面内各向异性特征，所提出的结构表现出高度偏振相关的吸收特性，即，在相同波长下，该结构对TM偏振的光吸收达到99.9 $\%$，而对TE偏振的光吸收仅为3.2 $\%$。此外，通过调节BP的电子掺杂、结构的几何参数以及光的入射角，可以灵活地调节吸收峰和共振波长。该结构具有高效吸收、显著的各向异性、灵活的可调谐性和易于制作等优点，在设计中红外偏振选择性可调谐高性能器件如偏振器、调制器和光电探测器等方面具有广阔的应用前景。
2019-06-30 physics.app-ph physics.optics
Hyper-spectral Imaging with Up-Converted Mid-Infrared Single-Photons
本文提出一种结合腔增强SPDC与频率上转换的单光子高光谱成像平台，利用硅单光子雪崩二极管在室温下实现2.9至3.6微米中红外波段的无标记化学特异性成像，克服了传统MIR成像的光损伤和探测器限制。
2025-08-27 physics.optics quant-ph
Engineering band selective absorption with epsilon-near-zero media in the infrared
本研究提出一种基于ENZ材料ITO纳米光栅的三层涂层，实现红外波段广角高吸收，为热管理和能量收集提供新途径。
2024-11-05 physics.app-ph physics.optics
Multi-contrast wide-field mid-infrared photothermal imaging
Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）；Friedrich-Schiller-University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；InfectoGnostics Research Campus Jena（耶拿感染诊断研究园区）
本文提出一种可切换的多对比度宽场中红外光热显微镜，支持散射、荧光和定量相位成像三种读出机制，在聚合物和生物样品上实现亚微米分辨率和高信噪比成像。
2026-09-16 physics.bio-ph physics.chem-ph physics.ins-det
Tentative demonstration of all-silicon photodetector: from near-infrared to mid-infrared
本文通过选择性激光退火制备全硅光电探测器，覆盖近红外至中红外波段，发现III/XII复合物和IV相分别呈负、正光导，并构建可调同质结，扩展了亚稳态硅在光电子领域的应用。
2025-08-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Background-Suppressed High-Throughput Mid-Infrared Photothermal Microscopy via Pupil Engineering
中红外光热显微技术具有空间分辨率高、特异性强等优点，是一种很有前途的无标记化学成像技术。最近开发的宽视场MIP成像模式大大提高了速度，并实现了微米级受试者的高通量成像。然而，来自亚波长颗粒的弱散射信号由于强背景光而变得与散粒噪声不可区分，导致有限的灵敏度。在这里，我们展示了背景抑制化学指纹在一个单一的纳米粒子的水平，通过选择性地衰减反射光，通过光瞳工程在收集path. We的技术提供了超过三个数量级的背景抑制准暗场照明epi配置，而不牺牲横向分辨率。我们证明了6倍的信号与背景噪声比的改善，允许同时检测和歧视的数百个纳米粒子在70微米× 70微米的视野。提供了一个全面的光热成像的理论框架，并通过300和500~nm的PMMA珠进行了实验验证。我们的技术的多功能性和实用性通过高光谱暗场MIP成像S。aureus和E.大肠杆菌
2021-04-13 physics.app-ph physics.optics
Near-Field Vibrational Energy Transfer for Mid-Infrared Upconversion in Plasmonic Nanogaps
University of Birmingham（伯明翰大学）
该研究通过近场振动能量传输实现中红外上转换，利用等离子体纳米间隙增强分子间相互作用，展示了振动能量向可见光发射的转换过程，并实现了超过0.3%的上转换效率。
2026-05-19 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Intersubband polariton-polariton scattering in a dispersive microcavity
采用非共线泵浦-探测结构和相位稳定的中红外脉冲，直接在GaAs/AlGaAs量子阱色散腔的能带结构内研究了子带间极化激元的超快散射动力学.在~25 THz的频率和有限的面内动量$k_{||}$下选择性激发较低的极化激元，导致在$k_{||}=0$处出现探针反射率的窄带最大值。一个量子力学模型确定的基本微观过程作为受激相干极化激元-极化激元散射。这些结果标志着一个重要的里程碑，量子控制和玻色子激光在定制的极化激元系统在中红外和远红外。
2022-03-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Polarization-sensitive GeSn Mid-Infrared Membrane Photodetectors with Integrated Plasmonic Metasurface
École Polytechnique de Montréal（蒙特利尔高等商学院）
针对中红外光电子需求，本文展示集成Au等离子体超表面的转移印刷Ge₀.₈₉Sn₀.₁₁薄膜光电探测器，实现3.0μm以上截止波长、2.5μm响应度提升近四倍及4:1偏振对比度，且可通过超表面尺度调谐工作波长，实验与模拟吻合。
2025-11-18 physics.app-ph physics.optics
Mid-infrared Assisted THz Phonon Amplification in a 2D Semiconductor for Room Temperature Detection
School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学物理与天文学院）；School of Mathematics and Physics, Queens University Belfast（贝尔法斯特女王大学数学与物理学院）
本研究提出一种中红外辅助的声子放大方法，通过强激子-声子耦合实现室温下超过80%的声子放大，具有低功耗、高稳定性和高灵敏度，为二维半导体中的声子探测和放大提供新平台。
2026-05-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
