华东师大团队提出中红外单光子亚像素时域鬼成像方案 推动室温高速弱光探测突破

在中红外波段实现高精度时域测量,一直是光学探测领域的难题;传统基于窄带隙半导体的探测器受材料特性限制,通常需要液氮制冷才能稳定工作,时间分辨率也难以突破纳秒量级。这个瓶颈制约了分子光谱分析、量子通信等前沿应用的发展。其根本原因在于:中红外光子能量较低,探测器本底噪声更突出;同时,半导体材料载流子复合速度存在物理上限,响应速度提升空间有限。现有方案多借助结构化照明——但对光源调制依赖较强——时间分辨率也受制于调制速率,难以继续提升。

从“提升探测器性能”转向“重构测量方法”,表明了精密测量通过系统级创新突破物理与工程约束的思路。在中红外此重要波段,若能在室温条件下同时实现高时间分辨与单光子灵敏度,将为弱光、不可控光源及极端环境下的信息获取提供更可行的路径,也为我国在有关核心测量技术与仪器体系上的持续突破奠定基础。