微观动态成像技术：超快速条纹相机的前沿探索

介于皮秒到纳秒之间的超快发光过程的探测，可以帮助我们从微观上更加深入地认识和探索瞬息万变的自然界。人眼能够识别的画面流动速度是每秒23张左右，一般的高速摄像机采集速度可达每秒上万帧，有些超高速摄像机已经可以实现每秒数十万帧图像采集。条纹相机的时间分辨率能到几个皮秒，也就意味着它可以拍到万亿分之几秒内的图像，这个时间尺度足以捕捉到化学反应中超快反应过程中的变化。

T-lab型条纹相机是卓立汉光面向普通科研市场推出的通用扫描型条纹相机。采用国际先进的高频条纹变像管，扫描频率最高可达200MHz以上. 最小时间分辨率为2ps。该产品集成了单次触发扫描模块与高频扫描模块，不再受限于国外严格的出口管制，在极大降低用户使用难度的基础上，拓宽了条纹相机的使用范围，解决了中国条纹相机这一高端科学仪器受制于人的窘境。

T-lab条纹相机

作为具备高时间分辨（皮秒）与高空间分辨（微米）的瞬态光学过程测量仪器，条纹相机既可直接用来测量超短光脉冲辐射的强度-时间-空间关联波形，也可以作为高时间分辨的图像记录设备和其它仪器，如显微镜、光谱仪等，构成联合诊断系统，实现超快空间-强度-时间分辨或光谱-强度-时间分辨的关联参数测量，是超快光化学、光物理、荧光过程、超短激光技术等领域研究的关键工具。

钙钛矿超快放大自发辐射(ASE)过程监测

T-lab条纹相机配合卓立汉光的光谱测试系统，可实现200nm到900nm光谱范围高灵敏时域光谱测量，进一步使得条纹相机真正实现了通用化，走进普通实验室。

浙江大学温州研究院显微超快时间分辨光谱测试系统

上图为浙江大学温州研究院叶志镇院士/何海平教授课题组于2022年安装的一套显微共聚焦超快时间分辨荧光测试系统，系统主要组成部分为飞秒激光器、FLIM显微系统、条纹相机、CCD和显微低温系统。课题组主要研究方向为钙钛矿的载流子复合、激子行为、激射特性，以及钙钛矿的结晶过程。2024年叶院士课题组在钙钛矿显示器、钙钛矿量子点、纯红光及纯蓝光钙钛矿激光上研究上取得进展，相关成果发表在诸多国际著名期刊上。以下对课题组在2024年在钙钛矿研究领域所取得的成果进行了梳理，文章中均使用到了卓立汉光条纹相机和稳态瞬态荧光光谱仪。我们也期待这些走进普通实验室里的国产高端仪器能为科研工作者提供更有利的武器，为科技强国助力。

外延生长钙钛矿异质结构实现高性能光电探测器

叶院士团队通过气相外延生长构建了具有Type2型能带结构的CdS/CsPbBr3异质结，并且通过晶格匹配限制CsPbBr3外延生长取向，实现了在CdS纳米带表面外延取向均一的CsPbBr3金字塔结构。该工作通过观测CdS/CsPbBr3异质界面和纯CsPbBr3的荧光寿命证明了CdS/CsPbBr3异质界面对光生载流子有分离作用，可以抑制辐射复合过程。此外，理论计算表明CdS纳米带/CsPbBr3金字塔结构可将入射光约束在异质界面区域。CdS/CsPbBr3异质结构的这些特性对提升光电探测性能具有重要帮助。最终，基于CdS/CsPbBr3异质结的光电探测器表现出超高的光电响应能力，包括：2.14×105开关比、4.07×104 A/W响应度、1.36×1013 Jones探测率等。

Type2型能带结构的CdS/CsPbBr3异质结对光生载流子的分离作用

(ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 16, 19742−19750)

可用于液晶显示及X射线成像的钙钛矿复合材料

叶院士课题组开发了一种改良的固态煅烧方法，实现了钙钛矿量子点表面钝化和封装一体化，提升了固态煅烧制备钙钛矿量子点的光效和光、热稳定性，并进一步将这些量子点应用于宽色域液晶显示和高灵敏度X射线探测中。

该工作通过用3-（癸基二甲基铵）-丙烷磺酸盐内盐（DPSI）钝化CsPbBr3量子点表面，并进一步用二氧化硅模板（MS）封装这些量子点，获得了具有93.2%高光致发光量子产率的超稳定CsPbBr3-DPSI/MS纳米复合材料。该材料与KSF荧光粉共同作用在液晶显示器的背光模块中，可以实现111.7%NTSC的宽色域显示性能。此外，这些CsPbBr3-DPSI/MS材料表现出优异的X射线探测性能，实现了16 lp/mm的X射线成像空间分辨率和339 nGyair/s的低检测极限。

DPSI钝化抑制浅能级缺陷提升量子点光效(J. Mater. Chem. C, 2024, 12, 3465)

准二维钙钛矿薄膜中长期空气稳定的放大自发辐射

为了寻找合适的长链胺配体实现兼具优异空气稳定性和低阈值的激射性能的准二维钙钛矿薄膜，叶院士团队为比较了几种常见长链胺配体的准二维钙钛矿薄膜的空气稳定性，发现基于辛基胺配体的准二维钙钛矿薄膜（OA-CsPbBr3薄膜）表现出优异的空气稳定性，进一步探究其机理发现空气稳定性可以归因于良好的取向分布使得疏水的有机胺配体分布在钙钛矿薄膜表面。最终，OA-CsPbBr3薄膜表现出高性能的低阈值放大自发辐射（ASE），同时表现出优异的空气稳定性，在环境空气中放置8个月依然可以保持稳定的ASE输出。研究结果证实了OA-CsPbBr3薄膜在空气中长期运行的鲁棒激光增益介质方面的巨大潜力，也为提升铅卤钙钛矿薄膜稳定性提供了新的见解。

OA-CsPbBr3薄膜中低阈值、空气稳定的放大自发辐射

(J. Mater. Chem. C, 2024, 12, 8119 )

基于束缚激子的高性能蓝色钙钛矿激光

钙钛矿薄膜实现蓝色激光仍十分困难，叶院士团队针对这一难题，提出了一种缺陷工程策略，通过辛基溴化铵（OABr）添加剂在全无机Rb/Cs混合钙钛矿薄膜中引入深能级缺陷，并基于该缺陷形成束缚激子，最终基于束缚激子在高缺陷密度的钙钛矿薄膜中实现了高性能的蓝光放大自发辐射（ASE），阈值低至13.5 μJ/cm2，净增益系数高达744.7 cm-1。在高性能钙钛矿薄膜增益介质的基础上，进一步构筑垂直腔面发射激光器并实现了482 nm的单纵模蓝色激光。这项工作不仅展示了一种制备高性能钙钛矿蓝色激光增益介质的简便方法，同时也提出了一种基于束缚激子实现受激辐射的机制，证实了缺陷可以被有效利用，为实现高性能蓝色激光提供了新的思路。

      基于束缚激子的高性能蓝光放大自发辐射(ACS Nano 2024 18 (34), 23457-23467)