在过去的几十年中，红外光的产生和检测都取得了重大进展；然而，其有效的波前调控和信息处理仍然面临着巨大的挑战。在中红外成像、传感、安全检查、通信和导航等应用层面，都需要高效快速的光电调制器和空间光调制器。然而，迄今为止报道的主流研究都存在限制其实际应用的缺点，相关领域的发展仍然是不可预知的。最近，来自美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室的Hou-Tong Chen课题组，联合杜克大学的David R. Smith教授、亚利桑那州立大学的Yu Yao助理教授以及莱斯大学的Aditya D.Mohite副教授等人，通过将石墨烯和超超表面结构有机结合，展示了一种高性能的自由空间中红外光学调制器，能够在GHz速率、低栅极电压和室温下工作，调制深度~90%，是目前已知最快的中红外自由空间调制器。研究人员进一步对石墨烯超表面（graphene metasurface）混合结构进行像素化处理，以形成用于高帧率、单像素成像的空间光调制原型器件，与传统的液晶或基于微镜的空间光调制器相比，性能上有着数量级的改进提升。这项工作开辟了探索高速时间/空间红外调制技术的波前调控工程的可能性，所展示出的高帧率成像方法在许多应用中具有巨大潜力，例如瞬态热现象的检测、实时热成像、安全检查、导航和医学检测等。相关研究发表在近期的《Light:Science & Applications》上。

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