科技日?qǐng)?bào)訊（記者郝曉明）記者從中國(guó)科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所（以下簡(jiǎn)稱沈陽自動(dòng)化所）獲悉，該所太赫茲研究團(tuán)隊(duì)在紅外探測(cè)領(lǐng)域取得關(guān)鍵技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)了基于硒鎵鋇晶體的3—8微米中紅外高靈敏探測(cè)，對(duì)納秒脈沖的探測(cè)靈敏度指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。這項(xiàng)技術(shù)將為我國(guó)在生物、醫(yī)療、化工等領(lǐng)域開展前沿科學(xué)研究提供強(qiáng)有力的探測(cè)工具。相關(guān)成果于1月20日刊發(fā)在《光學(xué)》上。

相對(duì)于傳統(tǒng)的可見光近紅外波段，中紅外光與分子之間的共振現(xiàn)象可大幅度提高光譜測(cè)量的信噪比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)成分的有效識(shí)別。中紅外探測(cè)技術(shù)對(duì)于推動(dòng)生命科學(xué)、物性分析等科學(xué)探索，以及環(huán)保、化工行業(yè)、醫(yī)學(xué)診斷等實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。當(dāng)前的中紅外探測(cè)主要采用熱探測(cè)和光電探測(cè)兩種直接探測(cè)手段，難以滿足科學(xué)家們對(duì)微量物質(zhì)的精準(zhǔn)檢測(cè)的需求，探測(cè)靈敏度已成為中紅外系統(tǒng)的瓶頸問題。

針對(duì)當(dāng)前中紅外探測(cè)的瓶頸問題，研究團(tuán)隊(duì)提出了基于激光頻率變換技術(shù)的解決方案，設(shè)計(jì)并搭建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、沈陽自動(dòng)化所研究員祁峰介紹，該方案的工作原理是將弱中紅外信號(hào)高效率地轉(zhuǎn)換為近紅外信號(hào)，近紅外光攜帶了中紅外光的信息且易于探測(cè)，通過這種間接探測(cè)的方式可大幅度提高中紅外信號(hào)的探測(cè)靈敏度。

經(jīng)過深入分析研究多種晶體的光學(xué)特性，科研團(tuán)隊(duì)將目標(biāo)鎖定在硒鎵鋇晶體，該晶體由中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所姚吉勇團(tuán)隊(duì)研制。祁峰介紹，硒鎵鋇晶體通常是作為波源使用，研究人員大膽嘗試，將它作為探測(cè)系統(tǒng)的一部分，在掌握其光學(xué)特性的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了高性能光參量振蕩器，優(yōu)化了相位匹配條件，解決了弱信號(hào)環(huán)境下的強(qiáng)背景噪聲抑制等問題，從而實(shí)現(xiàn)了收發(fā)一體的中紅外系統(tǒng)。