光學(xué)技術(shù)如何重塑儀器儀表行業(yè)？上海光機(jī)所三月科研進(jìn)展給出答案
過去幾個(gè)月，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所(上海光機(jī)所)在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域取得一系列重要進(jìn)展，這些突破不僅推動(dòng)了光學(xué)技術(shù)的前沿發(fā)展，也為儀器儀表行業(yè)帶來了創(chuàng)新動(dòng)力。
三維力學(xué)顯微成像技術(shù)突破
上海光機(jī)所楊帆研究員團(tuán)隊(duì)于2025年9月初成功研制出國際首臺高時(shí)空分辨布里淵顯微鏡。這項(xiàng)技術(shù)將布里淵顯微成像速度提升了兩個(gè)數(shù)量級，實(shí)現(xiàn)了亞毫秒時(shí)間分辨與亞微米空間分辨的力學(xué)成像。
鈣鈦礦輻射探測器穩(wěn)定性難題破解
邵宇川研究員團(tuán)隊(duì)針對鈣鈦礦材料的場致離子遷移現(xiàn)象，提出了交流電壓法以主動(dòng)修復(fù)偏置電壓下的離子遷移。這種方法實(shí)現(xiàn)了低漂移、高靈敏度的鈣鈦礦X射線探測器，達(dá)到了∼10−6 nA cm−1 V−1 s−1的低暗電流漂移及5.43 × 10?(空穴)和4.78 × 10? (電子) μC Gyair−1 cm−2的高靈敏度。該研究不僅解決了鈣鈦礦器件的電場穩(wěn)定性問題，還提供了有效的預(yù)處理和工作策略，推動(dòng)了鈣鈦礦在輻射探測領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程。
氣體光纖激光器技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越
上海光機(jī)所研究團(tuán)隊(duì)基于自主研制的低損耗嵌套型反諧振空芯光纖，國際上首次實(shí)現(xiàn)了1.9 μm氫氣填充光纖激光器的受激拉曼散射(SRS)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)了25 W的前向1.9 μm Stokes連續(xù)激光輸出，功率轉(zhuǎn)換效率和量子效率分別為40%和73%，輸出激光線寬小于10 MHz。此項(xiàng)研究解決了傳統(tǒng)氣體受激拉曼激光器由于激光相互作用長度的限制，需要采用大功率納秒激光作為泵浦源的問題。
極紫外光場調(diào)控技術(shù)突破
上海光機(jī)所聯(lián)合哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)極短波長各向異性三維陣列分束調(diào)控，解決了短波衍射成像和干涉?zhèn)鞲械姆质魇芟迒栴}。團(tuán)隊(duì)利用古希臘梯子序列結(jié)合優(yōu)化算法設(shè)計(jì)了各向異性分束光子篩，實(shí)驗(yàn)中利用46.9nm激光照射光子篩，成功獲得各向異性三維陣列納米級聚焦光斑。該突破為短波的結(jié)構(gòu)光場、水窗段的活體生物細(xì)胞成像、激光等離子體的x射線干涉診斷等應(yīng)用拓展了新的發(fā)展空間。
近紅外熒光玻璃材料創(chuàng)新
上海光機(jī)所研究團(tuán)隊(duì)在新型Te團(tuán)簇近紅外熒光硼酸鹽玻璃材料研究中取得重要進(jìn)展。研究在還原氣氛下誘導(dǎo)Te團(tuán)簇在硼酸鹽玻璃中形成，成功實(shí)現(xiàn)了覆蓋600–1400 nm的超寬帶NIR發(fā)光。研究人員將該Te摻雜玻璃與商用460 nm藍(lán)光LED結(jié)合，成功構(gòu)建了gc-LED器件，并驗(yàn)證其在暗環(huán)境下的夜視成像、無損檢測及生物組織成像中的潛力。
從高時(shí)空分辨力學(xué)成像到穩(wěn)定靈敏的輻射探測，從新型激光器技術(shù)到極紫外光場調(diào)控，這些成果展示了光學(xué)技術(shù)如何賦能儀器儀表行業(yè)，推動(dòng)儀器儀表行業(yè)向更高精度、更強(qiáng)穩(wěn)定性、更廣泛應(yīng)用方向發(fā)展。
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