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基于非简并双光子吸收的超灵敏红外光子探测

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超灵敏红外探测在基础科学研究与前沿创新应用方面都发挥着重要作用,如量子光学、激光测距、光学通信、环境监测和生物医学等。近年来,非线性频率上转换技术得到迅速发展,并成为红外探测的有效手段之一,能够利用高效率、高灵敏、高速度的硅基探测器实现红外波段信号的探测,从而显著提升红外探测与成像的性能。通常,频率上转换探测技术可以大致分为两类:一类是基于对红外光场的非线性频率变换,如通过非线性和频或四波混频效应,将红外光子转换到可见光波段;另一类是基于探测器自身材料的非线性效应,通过双光子或者多光子吸收过程,实现载流子的有效激发,从而产生可探测的光电流。相对而言,后者无需相位匹配,使得光路调节简便,且能实现宽带光谱的响应。特别地,非简并双光子吸收红外探测技术采用强泵浦光场作为辅助,使得红外信号在极其微弱的情况下仍能获得显著的双光子吸收,从而大幅提升探测效率。此外,有关研究表明,波长非简并的泵浦和信号光场相互作用,能够数量级地提升双光子吸收系数。曾和平教授课题组长期从事红外光子测控方面的研究工作,近期深入发展了长波泵浦的双光子吸收红外探测技术,将探测灵敏度较此前报道提高了1-2个量级。具体而言,团队创
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