半导体中子级电子调制器

室温探测高能电离辐射

利用高能电子在半导体中诱导的超快非线性光学响应，实现精准时空检测，无需低温或特殊材料。

Hopper, Tom · Shen, Xiaozhe · Kramer, P. A. · Hoffmann, Matthias C. · Coffee, Ryan N. · Fejer, Martin M. · Lindenberg, Aaron M. · ORecord 科技单元

Nature Photonics 2026

具体参数

光调制深度

{'zh': '24.5', 'en': '24.5'} %

响应时间

{'zh': '10', 'en': '10'} ps

载流子密度

{'zh': '1e18', 'en': '1e18'} cm⁻³

技术优势

不用液氮

载流子由 MeV 电子直接电离产生，密度高达 10¹⁸ cm⁻³，无需低温抑制热噪声即可实现强光学调制。

现成的材料就行

用普通半导体和激光系统即可实现，无需特殊晶体或昂贵的超快光源。

应用场景

• 等离子体诊断：以皮秒级时间分辨监测等离子体动力学，比传统探测更快。
• 同步辐射检测：实现单发电子束团的时间戳记，优化同步辐射光源时序。
• 医学成像：提升质子/重离子治疗的实时剂量监测时间分辨率。
• 空间辐射监测：室温下用半导体即可，适合卫星载荷的轻量化辐射报警。
• 高能物理实验：为径迹探测器提供亚10皮秒的时间戳，提升事例重建精度。