中波長紅外（MWIR）吸收光譜是一種材料指紋，因此中波長紅外光譜在化學分析、天體物理、氣體傳感或安全等許多應用中發揮著關鍵作用。中波長紅外也為自由空間通信的發展提供了新的機遇。對于所有這些應用，需要緊湊、堅固和廉價的中波長紅外源。發光二極管（LED）是一種天然的候選器件，但由于自發輻射衰減率ω3的依賴性，發光二極管在中波長紅外波段的效率遠遠低于可見光波段。
目前在3 – 4 μm光譜范圍內的轉換效率在 10-3的數量級上。量子級聯激光器和光參量振蕩器是明亮的紅外光源，可以達到大的調制頻率，但價格昂貴。唯一可用的緊湊和廉價的MWIR源是白熾燈發射器，如熱膜和globars。隨著納米光子學的出現，定向光源的設計、近場和遠場準單色光源的設計、高效白熾光源的設計以及指向性與優化光譜的結合成為可能。一種替代發射率調制的方法是溫度調制。利用金屬納米結構和石墨烯在近紅外（NIR）中觀察到熱電子的熱輻射。由于電子在皮秒的時間尺度上與襯底上的聲子發生相互作用而發生熱化，這一過程可能是超快的。然而，由于它們的發射面積較小，由這些源在MWIR中發射的功率太低，無法被檢測到。相比之下，在大型量子阱中，用熱電子調制MWIR發射已經被觀察到高達500 KHz。
近日，來自法國巴黎薩克雷大學（Université Paris-Saclay）的Léo Wojszvzyk等人介紹了一種超表面結構，該結構設計為在中波長紅外大氣透明窗口中以特定波長發射，并使用白熾燈產生特定的線性偏振。文章使用的材料，如鉑和氮化硅（SiNx），可以維持加熱到至少650攝氏度，并可以在很長一段時間內（超過200小時）運行，而不會發生降解。該文章報告了中波長紅外源的熱發射，線性極化發射率在5.1 μm達到0.8，光譜半高寬為1.5 μm，并且他們的探測器的截止頻率（20 MHz）比商業上可用的熱膜的調制頻率大六個數量級。相關工作發表在Nature communications上。
0551-62616800
