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2026,47(3):1-17. DOI: 10.11972/j.issn.1672-8785.2026.03.001
Abstract:
非平衡态电子过程广泛存在于半导体器件、量子相干体系、光电转换和微纳热管理等重要研究领域，是决定器件性能和能量转换效率的关键物理过程。长期以来，非平衡态电子测量常与超快时间分辨技术紧密联系，飞秒、皮秒乃至阿秒实验为电子弛豫、电子-声子耦合、光生载流子动力学和光诱导相变等问题提供了重要实验窗口。然而，真实工作器件中的电子系统并不总是表现为一次外部激发后的瞬态弛豫，而更多处于持续偏压、电流、光照或温差驱动下的稳态非平衡状态。此时，核心问题不只是电子如何随时间恢复平衡，而是电子如何在器件内部获得能量、携带能量并最终释放能量。本文首先从一般开放系统的宏观收支关系出发，区分平衡态、瞬态非平衡态和稳态非平衡态；随后概述典型超快电子动力学测量方法及其适用边界；再进一步从端口输运测量、高空间分辨纳米成像和非平衡电子能量转移三个层次，讨论工作器件中稳态非平衡态电子测量的价值与现有研究局限性。在此基础上，本文讨论了扫描噪声显微镜(Scanning Noise Microscope, SNoiM)等被动式红外近场成像方法的意义。SNoiM利用样品自身热涨落或非平衡电流涨落产生的电磁倏逝场，通过金属纳米探针将局域近场信号散射到远场并由高灵敏红外探测器读取，从而在纳米尺度上对工作器件中的热电子涨落和非平衡态电子能量分布进行实空间成像。本文指出，非平衡态电子测量在沿着更高时间分辨和更高空间分辨方向发展的同时，也需面向真实稳态工作条件，建立能够直接观测器件内部电子能量输运与耗散路径的红外近场超分辨测量新范式。
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2026,47(3):18-28. DOI: 10.11972/j.issn.1672-8785.2026.03.002
Abstract:
随着高性能计算与人工智能(Artificial Intelligence, AI)的快速发展，全球数据中心的能耗与制冷需求持续攀升，传统地面冷却模式面临高能耗、高耗水等可持续性挑战。依托近乎连续的太阳能供给和深空天然冷源，在轨数据中心为构建绿色、高效、低延迟的空间算力基础设施提供了新的解决方案。然而，真空环境下对流换热完全消失，热辐射成为唯一有效的对外散热方式，辐射器面积与质量受到严格制约；同时，轨道昼夜热循环、微重力条件下的相变传热失稳以及空间辐照引起的材料退化，也对热控系统设计提出了严峻挑战。本文系统综述了在轨数据中心热控技术的发展现状与演进趋势，从被动热控、主动热控以及集成智能热控三个维度梳理其关键技术、应用场景与发展脉络，并总结了当前研究面临的主要瓶颈。最后，展望了轻质大面积可展开辐射器、微重力相变稳定机制、系统级多物理场协同优化、AI预测控制以及商业化部署等关键发展方向。辐射热控技术的持续突破，将决定在轨数据中心能否由概念验证迈向兆瓦级规模化应用，并为未来空间算力网络建设提供重要支撑。
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2026,47(3):29-47. DOI: 10.11972/j.issn.1672-8785.2026.03.003
Abstract:
有机小分子光热材料凭借优异的生物相容性以及可调节的光物理性质，在肿瘤光热治疗领域展现出巨大潜力。其中二氟化硼二吡咯(Boron Difluoride Dipyrromethene, BODIPY)类染料兼具优异的光物理性能、易于修饰的化学结构和良好的生物相容性，成为发展高性能近红外光热转换剂的多功能分子平台。本文综述了具有近红外吸收特性的BODIPY衍生物的设计策略以及在光热治疗应用中的最新研究进展。首先，系统阐述了通过共轭拓展、分子内电荷转移调控、聚集态优化和纳米组装等策略构筑高性能BODIPY基光热试剂的设计原理；其次，重点归纳了其在单一光热治疗模式、光热/光动力协同治疗，以及结合化疗和免疫治疗的联合治疗模式中的应用现状；最后，剖析了BODIPY基近红外光热材料现阶段存在的难题，并对其后续发展趋势进行了总结与展望。
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2026,47(3):48-76. DOI: 10.11972/j.issn.1672-8785.2026.03.004
Abstract:
肾脏相关疾病(如急性肾损伤、慢性肾脏病以及肾肿瘤等)严重威胁人类健康，实现其早期诊断与动态监测对于揭示病理机制、评估损伤程度和改善患者预后具有重要意义。近红外荧光成像凭借组织穿透深、自发荧光干扰小、灵敏度高以及更适于活体实时成像等优势，在肾脏疾病研究与诊断中展现出广阔的应用前景。本文首先概述了肾脏疾病发生发展过程中涉及的关键病理过程及其重要的生物标志物，随后围绕活性氧、活性氮、活性硫、酶及微环境响应型近红外荧光探针进行分类综述，并结合其在急性肾损伤、慢性肾脏病、肾肿瘤以及尿液样本分析中的代表性应用，总结了相关探针的设计策略、成像性能和诊疗潜力。最后，从检测特异性、定量准确性、深部成像能力、生物安全性和临床转化可行性等方面讨论了该领域面临的主要挑战，并对未来发展方向进行了展望。
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2026,47(3):77-95. DOI: 10.11972/j.issn.1672-8785.2026.03.005
Abstract:
红外波段包含丰富的分子振动与热辐射信息，在探测、传感和热辐射调控等领域具有重要应用。随着红外器件向高灵敏度、小型化与集成化发展，传统器件结构限制了其性能提升。连续域束缚态(Bound State in the Continuum, BIC)及其可激发形式——准BIC，为实现高品质因子与强光场局域提供了有效途径。通过引入结构破缺，可将理想BIC转化为具有有限辐射泄漏的准BIC共振，从而实现窄线宽响应以及与自由空间的有效耦合。本文系统综述了准BIC的物理机制与典型实现方法，总结了其在红外吸收增强、红外传感、热辐射调控和红外主动调制等方面的研究进展，并介绍了在红外激光器、上转换成像以及红外光与物质强耦合等方向中的拓展应用。最后分析了当前准BIC驱动的红外器件在损耗控制、结构鲁棒性和集成实现等方面所面临的挑战，并对其发展趋势进行了展望。
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莫冰, 唐红, 周传娇, 张天, 尹浩安, 李雄耀, 刘建忠
2026,47(3):96-116. DOI: 10.11972/j.issn.1672-8785.2026.03.006
Abstract:
红外光谱技术是地外天体探测中获取物质组成及表面热物理性质信息的核心手段之一。随着红外探测器性能和高光谱成像技术的快速发展，红外载荷已广泛应用于月球、火星、小行星、彗星和冰卫星等太阳系天体探测，在矿物组成识别、水和挥发分探测、有机物发现以及热物理性质反演等方面取得了丰硕成果。本文系统综述了月球与行星探测中典型红外载荷的发展历程、技术特点和探测能力，重点总结了轨道遥感与原位探测模式下红外光谱技术在月球和火星科学研究中的重要应用，包括月表矿物组成与水分布探测、天体表面热物理性质研究、火星矿物蚀变与水环境演化、大气痕量气体循环以及极区冰盖探测等方面的重要进展。同时，概述了红外光谱技术在水星、金星、小行星、彗星和冰卫星等其他太阳系天体探测中的代表性成果，比如有机质、水冰、含水矿物以及地下海洋相关证据的发现。最后，结合当前深空探测发展趋势，对高空间分辨率、高光谱分辨率、宽波段覆盖、多平台协同探测以及人工智能辅助光谱解译等未来发展方向进行了展望。随着新一代红外载荷的发展和国际深空探测任务的实施，红外光谱技术将在揭示行星形成演化、挥发分循环、宜居环境形成以及生命起源等重大科学问题中发挥更加重要的作用。
2026年第47卷第3期
观点
展望
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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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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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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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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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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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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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。
