研究项目：单光子上转换探测（SPUD）

单光子上转换探测 (SPUD) 项目由弗劳恩霍夫应用光子学中心 (CAP) 牵头，与 Covesion Ltd 公司合作，并由英国航天局 (UKSA) 使能技术计划 (ETP) 资助。该项目旨在开发一种高效的中红外单光子上转换成像系统，利用 Covesion Ltd 公司的周期性极化铌酸µm(PPLN) 波导技术，将其功能扩展到中红外波段——直至材料透明极限 5 µm。.

SPUD项目主要关注三个关键目标：

1. 开发 PPLN 波导：设计支持中红外波长的波导，以实现高效的上转换。.
2. 设计光上转换装置：建立高效频率上转换系统。.
3. 演示上转换成像：通过高保真成像验证系统性能。.

该项目的成功标准基于图像保真度、图像采集距离范围和采集时间，以确保该系统能够进一步开发，以满足太空应用的严格要求。.

目前使用的中红外（MIR）探测技术，例如HgCdTe传感器，面临着探测效率低、噪声水平高以及需要低温冷却等挑战。SPUD的上转换方法将中红外光转换为可见光/近红外（NIR）光谱（ µm ，这种转换利用了已在这些较短波长下开发的成熟cto技术，从而具有以下几个优势：

• 更高的检测效率：降低噪声水平，提高信噪比。.
• 更快的计时分辨率：非常适合精密激光雷达和遥感等应用。.
• 消除低温冷却：是空间应用的关键因素ctoµm。

中红外成像和传感技术对于包括地球观测和环境监测在内的广泛应用至关重要，可以用于检测温室气体排放和有害物质释放。.

中红外传感技术也适用于光通信，利用中红外大气传输窗口可以提高通信效率。对于激光雷达和三维成像而言，中红外光谱区域的探测能力提升能够更好地穿透烟雾和雾气，从而增强探测能力。.

SPUD项目代表着中红外探测和成像领域的一项变革性进展，为现有传感器技术提供了一种颠覆性的替代方案。该项目融合了弗劳恩霍夫应用物理研究所 (Fraunhofer CAP) 和 Covesion 公司的专业技术，为空间科学、环境监测等领域的高性能、高性价比解决方案铺平了道路。凭借其强大的商业化潜力和持续的技术进步，SPUD项目必将重新定义中红外成像和探测的格局。.

该项目工期为13个月，将于2023年9月启动。.