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2026,47(4):1-49. DOI: 10.11972/j.issn.1672-8785.2026.04.001
Abstract:
由于能够穿透尘埃遮蔽、探测冷物质和温暖尘埃、识别分子振动与转动谱线，并可观测被宇宙学红移推入红外波段的早期宇宙紫外和光学辐射，红外天文是现代天体物理中技术依赖最强、科学回报最高的观测领域之一。本文以红外探测器技术演进为主线，回顾红外天文学从单元探测器和少像元扫描巡天，到小面阵成像与光谱诊断，再到大面阵、深低温和高稳定空间平台的发展历程，说明探测器、低温系统、望远镜平台和观测模式的协同突破如何不断打开新的红外宇宙窗口。然后进一步总结当前红外天文学的主要前沿方向，包括极高红移星系与宇宙再电离、系外行星大气与宜居性、银河系中心超大质量黑洞以及多信使天文学中的千新星观测，并分析这些科学问题对红外探测器阵列规模、暗电流、读出噪声、量子效率、响应均匀性、时序稳定性和空间适应性的具体要求。在中国视角下，本文讨论了国内红外天文观测设施和红外探测器技术的发展现状，指出我国在冷湖等优质台址、中国空间站巡天望远镜(Chinese Space-station Survey Telescope, CSST)及地面光谱巡天后随观测、南极近红外时域巡天、亚空间平台和红外探测器工程基础方面具备重要发展条件，但在天文级大面阵低噪声探测器、低温红外仪器、中远红外探测器、空间验证平台和长期标定闭环方面仍存在明显差距。最后，本文提出中国红外天文学应以特色科学目标牵引探测器指标，从地面近红外仪器、南极红外时域巡天、亚空间仪器验证和小型空间红外任务做起，逐步形成“科学需求－探测器研制－仪器集成－天文观测－标定反馈”的闭环体系。发展自主红外探测器和低温观测系统，将是中国从红外数据使用者走向红外宇宙新窗口开启者的关键基础。
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2026,47(4):50-68. DOI: 10.11972/j.issn.1672-8785.2026.04.002
Abstract:
极化激元是由光场与物质激发强耦合形成的杂化准粒子。对极化激元的研究不仅深化了人们对光与物质相互作用机制的认识，也为纳米尺度能流的调控提供了新的途径。近年来，人们在强各向异性材料中观测到一系列具有奇异传播特性的极化激元，包括单向传播、无衍射传播以及射线状传播等现象。本综述重点介绍了各向异性极化激元在纳米尺度上重新定义的基础光学现象，特别是其在折射、反射和聚焦过程中表现出的突破传统光学规律的异常行为。这些现象有望在从可见光到太赫兹的宽光谱范围内实现对纳米尺度光与物质相互作用的精确调控。同时，我们回顾了各向异性极化激元的调控方式，并结合该领域的最新研究进展，对其迈向实际应用所面临的关键挑战及未来发展方向进行了展望。
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马浩然，曲文庆，宁宇，祝邵真，曾锋，陈宝龙，耿哲，罗欣，夏紫豪，郁旺，徐海峰，张鸿飞，王坚
2026,47(4):69-82. DOI: 10.11972/j.issn.1672-8785.2026.04.003
Abstract:
近红外天文仪器的探测能力受到大气吸收、OH气辉以及地面和仪器自身热辐射等背景因素的共同限制。近十年来，我国相关研究已由台址特征勘测和小口径原理样机试验，逐步拓展至低背景台址无人值守观测和中口径望远镜终端的工程化研制。本文首先梳理了兴隆1.26 m红外望远镜、阿里50 cm红外望远镜、南极近红外巡天望远镜(Antarctic Survey Telescope for Near Infrared band, AST3-NIR)/昆仑红外巡天(Kunlun Infrared Sky Survey, KISS)以及昆仑暗宇宙巡天望远镜(Kunlun Dark Universe Survey Telescope, KDUST)和中国大型光学/红外望远镜(Large Optical/infrared Telescope, LOT)等国内设施的发展脉络，随后围绕两条技术主线总结了本团队的仪器研制进展：一是覆盖J、H、Ks以及2.5～5 μm波段的红外天光背景监测设备；二是基于铟镓砷和碲镉汞焦平面阵列的近红外相机，包括H波段低噪声相机和1×3拼接K波段成像终端。相关工作形成了从台址背景测量与绝对定标，到深低温、低噪声读出、低温焦面拼接、整机联调和外场成像验证的完整技术链。
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2026,47(4):83-94. DOI: 10.11972/j.issn.1672-8785.2026.04.004
Abstract:
MXene具有多样化组分、二维层状结构以及可调控的表面端基形态，展现出优异的电学、力学、热学和光学性质，能够响应广域频谱的电磁波，实现多功能、多波段的前沿交叉应用。在红外波段，MXene独特的微观结构赋予其卓越的红外辐射特性，能够用于制备高性能的高温红外隐身材料与器件。近年来，MXene基高温红外隐身材料研究蓬勃兴起，已经引起国内外学者的广泛关注。本文聚焦于MXene基高温红外隐身材料的研究进展，系统分析了其设计思路与调控策略，并简要介绍了具有代表性的宏观构型(包括薄膜、气凝胶/泡沫、柔性织物、水凝胶等)。最后总结了MXene基高温红外隐身材料所面临的挑战与机遇，并展望了未来的发展方向。
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梁虹熠，陈可，郭诗瑶，钱玄宇，杨桂烁，冀鹏州，范泽郢，邢裕杰，王绪泉，顿雄
2026,47(4):95-110. DOI: 10.11972/j.issn.1672-8785.2026.04.005
Abstract:
空天探测、原位医学诊断以及消费电子等领域的快速发展，对光学成像系统提出了高性能与轻小型化的迫切需求。计算光学成像技术通过光学系统与图像重建算法的协同设计，将部分由像差引起的图像退化补偿任务由前端光学硬件转移至后端计算处理，在保持成像性能的同时，显著降低系统的体积、重量与成本。本文系统梳理了同济大学精密光学工程技术研究所计算光学研究团队在轻简计算光学成像方向的最新研究进展(涵盖计算成像系统设计、图像重建以及面向边缘部署的芯算融合技术)，并重点介绍了单镜片红外计算成像、宽容差全铝自由曲面计算成像和神经阵列超构成像等团队代表性系统样机。该综述可为轻简计算光学成像技术的工程应用与性能评估提供参考。
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2026,47(4):111-130. DOI: 10.11972/j.issn.1672-8785.2026.04.006
Abstract:
催化反应以及能源转化与储存过程广泛涉及复杂的固/液、固/气和多相界面，其反应过程不仅受催化剂或电极材料本征结构影响，还与表面吸附物种、界面水、离子传输以及局域微环境的动态演化密切相关。原位红外光谱技术能够在反应条件下直接获取分子振动信息，为识别关键中间体、解析界面结构和揭示反应机制提供重要手段。围绕催化与能源领域不断增长的原位表征需求，上海光源BL01B线站发展了显微原位电化学红外、衰减全反射表面增强红外吸收光谱(Attenuated Total Reflectance Surface-Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy, ATR-SEIRAS)和高低温原位漫反射红外傅里叶变换光谱(Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy, DRIFTS)等技术平台。本文介绍了上述技术的基本原理、实验构型和应用特点，并重点综述了其在绿色制氢、燃料电池、碳资源电转化、含氮物资源化、有机小分子增值、生物质与废弃物电重整、电化学储能以及光(热)催化等研究中的应用。相关研究表明，原位红外光谱的作用已由反应物种和中间体识别逐步拓展至反应路径判定、界面水和离子行为解析、活性位状态表征以及动态构效关系研究。最后，对远红外-太赫兹原位电化学红外、纳米尺度原位红外、多模态联用以及人工智能辅助光谱分析等发展方向进行了展望。
2026年第47卷第4期
观点
综述
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2019,40(6):35-43
Abstract:
介绍了红外热成像技术的特点，讨论了红外热成像技术在民航、电力、石化、森林防火、医疗等民用领域的应用情况。介绍了红外热成像技术的市场状况，分析了不同应用领域对红外热成像技术的发展需求。
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2008,29(8)
Abstract:
介绍了一种利用MATLAB和数值逼近理论计算费米函数的简捷方法.计算结果的误差在10-6数量级,甚至可以更高.与其他方法相比,该方法具有精度高、使用便捷和速度快等优点.
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2019,40(6):44-48
Abstract:
为实现光谱分析仪器的合理分类，从光谱仪的工作波段和分光技术原理两个角度进行了分类研究。在深入调研国内外现有光谱仪产品发展现状的基础上，对其进行了归纳分析，并给出了具体的分类方法和分类结果。同时，根据掌握的光谱研究技术，在结合光谱仪分类研究的基础上，概括介绍了光谱仪的比较研究结论，指出了其中的关键技术和核心部件。该结论能够为光谱仪研究人员提供一种全景的观察视角，同时也可为跟踪行业发展提供有价值的参考。
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2008,29(12)
Abstract:
本文给出了四波混频的原理及特点,理论上推导了四波混频的产生,并给出了四波混频在光纤通信的密集波分复用、相位共轭波产生、四波混频实时光学检测中的应用.本文的研究目的旨在较为全面地掌握四波混频这一典型的非线性光学效应的应用方向,通过总结四波混频在已经较为成熟的研究领域的具体应用及研究方法,借此寻找四波混频更广泛的应用领域.
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2010,31(3):42-46
Abstract:
根据有限差分法原理，将求解范围划分为一系列等间距的离散节点后，一维薛定谔方程转化为可以用一个矩 阵方程表示的节点线性方程组。利用MATLAB提供的矩阵左除命令，即可得到各未知节点的函数近似值。该方法概念简单，使用方便， 不需要花费较多精力编程即可求解大型线性方程组。
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2019,40(7):35-46
Abstract:
综述了功能性近红外光谱脑成像噪声源及去噪方法。从成像原理、噪声来源和发生机制等方面分析并给出了抑制噪声的方法和操作，详细分析了干扰的组成成分及特性，给出了有效去除方法和提高近红外光谱脑成像分析建模过程中的信号质量算法。这些方法能对近红外光谱脑成像数据的分析和处理提供指导。总结了3种会影响近红外光谱脑成像信号的噪声源：电气噪声、实验设计和操作误差、生理伪影，给出了2种实用去噪算法，并阐述了成像技术的发展趋势。
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2008,29(12)
Abstract:
详细介绍了太赫兹波的优良性质及利用光导天线和光整流产生太赫兹波的方法.从远程监视、成像、爆炸物鉴别及无损检测等方面,重点介绍了太赫兹技术在军事领域中的应用.
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2019,40(7):18-25
Abstract:
系统性地分析了红外点目标探测系统的作用距离理论模型。通过建立大气分层模型，结合MODTRAN模型计算了中波红外光和长波红外光在典型大气条件下的透过率。两者计算结果的对比数据可为红外探测系统设计中的波段选择提供参考依据。通过对目标红外辐射强度的理论模型进行分析，计算了几种典型目标在不同波段的红外辐射强度，为系统作用距离的指标论证提供了支撑。从红外图像噪声的概率密度分布函数出发，推导出了图像信噪比与系统检测概率及虚警概率的理论公式，为检测门限设置提供了参考依据。红外点目标探测系统的作用距离理论模型分析结果对于提升红外探测系统作用距离指标论证的可信度和系统参数设计的合理性具有非常重要的理论支撑作用。
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2010,31(3):11-14
Abstract:
台风中心定位一般依靠气象专业人员采用人工手动方式进行，自动化程度不高，效率低。本文利用 单幅红外台风云图，根据台风运动特征以及天气学诊断原理，建立了基于红外卫星云图的云运动矢量主方向提取方法；在此基础上，根据台 风密闭云区近似为圆的几何形状，构建了以圆的几何特性为约束的台风中心自动定位最优目标函数，求得了解析解，实现了有眼和无眼台 风的自动定位。用这种方法对2005年“海棠”台风多个时次的红外卫星云图进行了台风中心自动定位仿真。该方法的定位精度较高，可作 为台风中心自动定位的良好技术手段。
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2019,40(6):27-34
Abstract:
主要从理论数值模拟和近场辐射实验研究的角度介绍了近几年在近场热辐射传热方面的最新研究成果。理论研究的焦点主要集中在石墨烯复合材料、人工加工或合成超材料等方面的传热研究。实验研究的焦点是实验室基于纳米尺度近场热辐射测量的设备制造与方法创新。目前实验上已经实现了最小距离仅为2 nm的极近场热辐射测量。近场热辐射的进一步研究可为热光伏、辐射制冷以及高效能源收集应用提供理论基础。
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2019,40(7):1-11
Abstract:
随着各种新型探测雷达、先进红外探测器和精确制导武器的相继问世，红外/雷达兼容隐身材料已经成为了目前隐身技术研究的重点。综述了传统和新型红外/雷达兼容隐身材料的隐身原理和研究现状，并对未来红外/雷达兼容隐身材料的发展方向进行了总结与展望。
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2013,34(7):15-19
Abstract:
从定态Schrodinger方程出发，研究了不同Al组分和不同温度对宽量子阱红外探测器吸收光谱的影响。当体系的费米能级固定后，发现量子阱基态束缚能随着Al组分增长而变大，且相应的吸收光谱峰值趋于短波。环境温度对AlGaAs/GaAs量子阱红外探测器的响应光谱影响不大。通过理论计算定量给出了AlGaAs/GaAs量子阱红外探测器吸收光谱随量子阱阱宽、Al组分和温度变化的规律。
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高宇轩, 陈星明, 代俊, 杨美霞, 黄守彬, 陈翔, 侯振岩, 黄建
2023,44(4):20-32
Abstract:
调焦是高能激光系统中发射聚焦装置的关键一环。调焦机构对系统的瞄准和打击精度有着重要作用。为了解调焦机构的研究现状和发展趋势，首先对国外各类研究成熟的调焦机构进行了介绍，并分析了其调焦控制的原理以及针对各类技术问题所提出的解决方案。对于国内研究情况，则着重介绍了凸轮、丝杠、蜗轮蜗杆和直接驱动四种形式的调焦机构。然后分析了其控制调焦的基本原理，并介绍了应用于不同系统的调焦机构的设计特点。通过分析各类型调焦机构的设计及控制，总结和对比了它们的优点与不足，提出了适用于高能激光系统的调焦机构设计思路及研究方向，为高能激光系统调焦机构研究打下了技术基础。
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2011,32(8):25-28
Abstract:
针对海空环境的特点，在提取海天线前进行有效的背景抑制和目标增强处理。在直 线拟合法的基础上提出了一种剔除粗大点的改进方法 ，并利用Matlab对该方法进行了仿真试验。 试验结果 表明，该方法可以有效地检测出海空背景下的海天线与舰船位置，为目标识别和图像配准奠定了良好的基 础。
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2010,31(1):1-7
Abstract:
设计了一种基于棱镜-光栅-棱镜(PGP)的便携式地面成像光谱辐射计。系统的波段范围为可见--近红外，共有344个波段，光谱分辨率优于10nm，空间分辨率优于1mrad。本文以混合像元分解研究为应用背景，阐述了地面成像光谱辐射计的基本原理，分析了系统的主要技术指标，详细论述了系统设计，并对系统进行了相关测试。结果表明，系统具有较高的光谱、空间分辨率及良好的便携性，工作稳定可靠，非常适合在野外环境中应用，从而验证了便携式地面成像光谱辐射计用于混合像元分解研究的可行性。
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2008,29(12)
Abstract:
第一部分 一、探测与识别 1.高光谱图像的结构模型中正交子空间投影探测器与匹配滤光片的分析比较(P.Bajorski,美国罗彻斯特理工学院)
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2008,29(8)
Abstract:
本文研究由介电系数和磁导率为负的材料组成的一维光子晶体中的电磁波脉冲的传播特性.利用传输矩阵的方法,计算出了该结构中脉冲传播的透射谱和相时间.数值结果表明,在光子带隙的带边和带底会分别出现脉冲传播速度减慢和加快的现象.若周期结构中间存在缺陷层,光子带隙中会出现极窄的透射峰,因此,对应于该频率的电磁波在该体系中传播时速度会变得更加缓慢.
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2017,38(6):1-7
Abstract:
针对近红外双色探测器在两种不同工作 波段的光谱响应曲线及暗电流，设计了一种基于近红外双色探 测器的信号采集系统及采集方法。该系统具有多种电流转电压 档位、电压放大档位和滤波电路带宽档位，能够快速进行信号 放大和带宽控制；同时通过数字/模拟转换器(D/A)为四级放大电 路提供模拟调零信号，可有效消除由光学系统的杂散光和探测器 自身的暗电流引起的噪声。该系统具有速率快、噪声低和分辨率 高等特点。通过使用这种信号采集系统，光学系统的信噪比、动态 范围、最小可测功率等指标参数都能得到提高。
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2017,38(1):6-11
Abstract:
结合X射线衍射技术以及逐层化学 腐蚀剥离损伤层的方法，定量分析了InSb晶体 由于切割、研磨、抛光等工艺所引入的损伤层的深度，并探讨了 损伤层结构及引入因素。研究结果表明，切割加工是引入InSb晶 片表面损伤层的主要工序，其表面损伤层的深度达 到16 μm左右；双面研磨的InSb晶片表面的损伤层深度约 为12 μm；经机械化学抛光加工后的InSb晶片表面的损伤层深 度明显减小，约为2 μm。
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2016,37(4):27-32
Abstract:
提出了一种将视在光线法(Light Of Sight, LOS)与OpenGL软件接口相结合的方法。该方法利用OpenGL软件接口的深度测试 与遮挡查询功能，确定了复杂外形目标在某探测方向上的有效发射面元及其辐射在介质中的 传输路径。然后采用LOS法获得了大气层内目标在探测方向上的辐射特性。仿真结果表明， 本文方法行之有效，且计算效率高。
