基于准束缚态在无限共振中的非线性硅亚微结构实现的高效红外上转换成像
光学
2026-02-06 v1 应用物理
摘要
红外成像因其穿透隐蔽物并可视化热信号的能力而不可或缺，但受限于传统探测器的固有局限性在实际应用中受到阻碍。非线性上转换技术通过将红外光转换为可见光带来了解决这一挑战的前景。本文演示了利用非线性硅亚微结构实现高效红外上转换成像。通过有策略地打破平面内对称性，亚微结构支持高 的准束缚态在无限共振共振，导致第三谐波发生 (THG) 强度显著增强，在泵浆强度为 10 GW/cm² 时实现转换效率为 。通过该 THG 过程，亚微结构实现了任意红外图像向可见范围的高保真上转换，实现约 6 微米的空间分辨率，经由分辨率靶和多种定制图案验证。该工作为高效的非线性转换和成像提供了稳健平台，凸显了 CMOS 兼容硅亚微结构在高性能红外感知应用中减少系统复杂度的潜力。
引用
@article{arxiv.2508.21782,
title = {High-efficiency infrared upconversion imaging with nonlinear silicon metasurfaces empowered by quasi-bound states in the continuum},
author = {Tingting Liu and Jumin Qiu and Meibao Qin and Xu Tu and Huifu Qiu and Feng Wu and Tianbao Yu and Qiegen Liu and Shuyuan Xiao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.21782},
year = {2026}
}