【资讯】分布式光纤传感、极端环境光子芯片封装热点方向成果

光纤与光通信

中山大学、香港理工大学和暨南大学联合团队提出了空间分频复用分布式声波传感（SDM-DAS）系统，创新设计了全方位的矢量方向解析算法（FAVOR），并采用并行多芯光纤（MCF）探测方案。基于七芯光纤（SCF）中三个外芯与中心芯的应变差，FAVOR可在0°–360°全范围内精确解析振动方位，无需定制光纤结构。系统结合频率分频复用与φ-OTDR技术，实现三芯并行、无串扰的长距离相干探测，同时引入偏振分集与迹分解抑制衰落噪声，显著提升远距离信号保真度。实验结果显示，该系统在近端25 m处方位重建精度达1.87°，远端15.75 km处仍维持<3.13°的高精度，灵敏度达16.1，对多频率复合信号和温度变化（26~40°C）表现出良好的鲁棒性。SDM-DAS在矢量传感距离、方位覆盖范围及实际部署潜力上实现了重大突破，为海底电缆监测、深部地质结构成像及复杂动态事件表征提供了高密度、多维波场的检测新手段，将推动分布式光纤传感向实际大规模地球物理与海洋的应用迈进。

光电子学

受蜜蜂复眼启发，北京理工大学唐鑫教授、牟鸽助理教授团队开发了一种与CMOS工艺兼容的紫外焦平面阵列，成功突破了钙钛矿紫外光电探测器因读出电路集成难题而长期受限于单像素的瓶颈。该器件采用MAPbI3/ZnO异质结及捕获机制，其中ZnO纳米颗粒可汇聚紫外光，异质结能垂直捕获光生电子并横向分离空穴，从而显著抑制载流子复合；所制备的紫外焦平面阵列，像素间距15 μm，阵列规模640×512，比探测率高达近1011Jones，可操作率达99.19%。该紫外焦平面阵列在农药残留检测、紫外防伪及生态监测等实际场景中展现了高分辨率紫外成像能力，为环境监测、生物医学、工业检测及**安全等领域提供了重要技术支撑。

纳米光子学与光子晶体

高光谱成像使得传统隐身手段在多光谱探测下日益失效，国防科技大学杨俊波研究员课题组和西南大学吴加贵研究员课题组共同提出了一种可重构超表面伪装平台，利用多层干涉堆叠与Sb2S3微孔超表面构成1D-2D协同光子架构，实现动态高光谱、红外与激光雷达多波段隐身。该平台通过非晶/晶态间大折射率对比，动态调控可见−近红外反射率，可精准模拟绿色/棕色植被光谱；同时具备低中红外发射率（ε3–5μm=0.2, ε8–14 μm=0.33），可实现热红外隐蔽；具备非大气窗口高发射率（ε2.5–3 μm=0.76, ε5–8 μm=0.52），可用于被动辐射冷却。经遗传−模式协同算法优化的结构在1550 nm处实现高吸收，抑制激光雷达探测。激光诱导的相变在不破坏结构完整性的前提下，实现可逆、可编程的光学状态调控。实验验证了高光谱伪装、红外隐身及热调节性能。该平台融合多频谱隐身与环境适应性，为智能隐身系统提供了可扩展方案。

集成光学

美国国家标准与技术研究院（NIST）团队展示了一种基于氢氧化物催化键合（HCB）的光子集成芯片耦合封装方法，通过HCB将V形槽光纤阵列键合到硅光子芯片上，用薄而永久的硅酸盐网络键合层替代传统环氧树脂，在极端环境下实现稳定高效的光学耦合。HCB键合后的硅光芯片插入损耗与传统方法相当，可耐受高电离辐射（1.1 MGy）的极端工作条件，并可适应超高真空、低温及高温环境。该方法封装的硅光芯片在从360 K降至3.8 K的温度范围内测试正常，并在室温和液氮温度间的快速冷热冲击后仍表现出良好的鲁棒性。该团队还从辐射耐受性、高温兼容性、连接可靠性等方面对键合后的芯片进行了测试，固化后的HCB层未引起任何性能退化，在1510 nm~1630 nm波长范围内未检测到插损恶化。结果表明，HCB光子封装为低温、强辐射、真空及高温环境下的无胶集成光子系统提供了有前景的技术路径，有望推动光子集成芯片在极端环境下的应用。