众所周知，利用中红外波段的光波对化学物质进行成像是生物成像和环境监测的关键技术，但该技术所需的中红外探测器是基于低带隙半导体材料的，需要低温冷却来减少热激发引起的电子噪声，这就造成了传统的中红外探测器价格昂贵、复杂且工作效率较低的问题。

为了解决以上问题，加州大学尔湾分校（UCI）提出了一种基于非简并双光子吸收原理实现标准硅基CCD响应中红外辐射的方法：该方法避免了非线性转换晶体的使用，基于硅本身非线性光学特性并在可见光或近红外“泵浦”光束的诱导下，在标准硅基中产生电流载荷子，从而实现对中红外波段的辐射成像。

可见光探测器的红外成像

UCI团队首先利用一个简单的硅光电二极管作为探测器，对有机溶液进行光谱测量发现基于硅材料的非简并双光子吸收原理，可以有效检测中红外波段的辐射。随后，UCI团队利用CCD相机取代原有的光电二极管作为硅基探测器，并通过非简并双光子吸收原理，实现了对化学聚合物和生物材料的高对比度中红外选择成像，有效证明了该方法对中红外波段清晰成像的能力的同时，又具有CCD探测器高像素数、低成本的优势，完全有能力应用于药物质量保证、地质矿物采样和生物样品的显微镜检查的中红外成像中。

除此之外，为了提高非简并双光子吸收的效率，可以缩短“泵浦”光束的脉冲，比如可以利用飞秒激光对标准硅进行“泵浦”诱导；且由于砷化镓材料相比标准硅具有更高的双光子吸收效率和更陡峭的能带边缘吸收，可以在以后的研究工作中完成对硅基材料的替代。

参考来源：https://optics.org/news/11/7/37

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