美国加州大学洛杉矶分校、浙江大学等：波长复用、宽谱成像与太赫兹传感等领域前沿成果 | Adv.Photon.速递

加州大学洛杉矶分校Aydogan Ozcan教授团队构建了一种由多层亚波长介质结构组成的波长复用衍射信息存储系统，以深度学习联合优化各层厚度，使不同照明波长在同一输出视场重建各自对应的图像。数值设计在400–750 nm范围内编码4096个波长—图像通道；动态通道交换与微调后，平均峰值信噪比达到48.01±0.57 dB，通道间性能离散度降低约2.67倍。实验上，两层衍射元件分别在500、548、596、644、692和740 nm投影6个图案，并通过原位学习补偿制造与对准误差。该方案无需专门设计材料色散，可按几何尺度扩展到其他波段；但输出效率与重建质量存在权衡，实际容量仍受激光线宽与稳定性、波长间隔、加工精度和层间对准限制。研究结果为大规模光信息存储、图像投影应用提供一种结构紧凑、可快速存取的技术方案。

论文链接：Che-Yung Shen, Yuhang Li, Çağatay Işıl, Jingxi Li, Leon Lenk, Tianyi Gan, Guangdong Ma, Fazil Onuralp Ardic, Mona Jarrahi, and Aydogan Ozcan, “Wavelength-multiplexed diffractive optical information storage and image projection,” Advanced Photonics 8(4), 046011 (2026).

浙江大学徐杨教授团队联合剑桥大学、西湖大学、格拉斯哥大学等高校，针对宽谱探测器阵列难以大面积、高质量制备的技术瓶颈，将多层石墨烯/硅肖特基光电探测器、数字微镜哈达玛编码与物理驱动深度展开网络CADNet结合，提出了一套单像素计算光学成像系统。研究制备的多层石墨烯‑硅探测器在实验成像中覆盖375–1342nm波段，并具有约30 ns的快速上升响应；CADNet将二维张量梯度下降、光学前向模型和数据一致性约束嵌入重建过程，再基于注意力引导去噪进而实现提升欠采样条件下的保真度。基于该系统完成256×256像素静态成像，并以压缩率0.10实现64×64像素、12.5帧/秒的紫外—可见—近红外—短波红外视频，GPU单帧重建约80 ms。研究结果为紧凑型、可拓展宽波段视觉系统的发展提供了支撑。

论文链接：Xinyi Xu, Zhangyuan Li, Yue Dai, Jiasheng Li, Jian Chai, Muhammad Abid Anwar, Yance Chen, Gang Qu, Wenzhang Fang, Yunfei Xie, Xuan Ye, Jiafu Wang, Siming Zheng, Feng Tian, Muhammad Malik, Srikrishna Chanakya Bodepudi, Tawfique Hasan, Mark David Butala, Xin Yuan, and Yang Xu, “Broadband single pixel video imaging via physics-driven deep reconstruction,” Advanced Photonics 8(4), 046006 (2026).

韩国国立金乌工科大学Sang-Hun Lee教授与韩国西江大学Minah Seo教授联合团队，采用准简正模式展开与微腔微扰理论分析了太赫兹无辐射态的形成与传感机理。环形谐振器及成对金属杆产生电偶极与环形电偶极的相消干涉，在约1.87 THz抑制远场散射，进一步的分析还证明了三种准简正模式对无辐射偶极矩起到了主导影响。此外，当分析物改变了近场复折射率分布时，各模本征频率将以不同幅度移动并破坏干涉平衡，使无辐射偶极子态相比基频偶极谐振具备更高的传感灵敏度。研究团队还以60–12,000 ng的D-半乳糖、D-果糖和蔗糖验证了这一机制：三者因折射率、吸收系数及分子振动与模线宽的关系不同而呈现可区分的频移趋势，且无需让传感器共振与单一分子振动精确重合。研究结果为超宽光谱范围的通用型传感平台应用提供了参考。

论文链接：Heonseong Ryu, Dahye Jang, Euiyoung Rho, Ji-Hun Kang, Minah Seo, and Sang-Hun Lee, “Quasinormal mode excitation and anapole mechanism in terahertz regime,” Advanced Photonics 8(4), 046010 (2026).