2025年第十一届新型光电探测技术及其应用学术交流会

光电探测技术是现代信息获取的主要手段之一，光电探测技术的发展是随着其他关键技术的发展而发展的，由于激光技术、光波导技术、光电子技术、光纤技术、计算机技术的发展，以及新材料、新器件、新工艺的不断涌现，光电探测技术取得了巨大发展。近年来，光电探测技术引起了业内人士的普遍关注，在军事和民用领域占有越来越重要的地位。

组委会将于2025年11月7-9日在太原市举办“第十一届新型光电探测技术及其应用学术交流会”，深入研讨近年来涌现出的各种新型探测技术，包括微光探测、偏振探测、量子探测、单光子探测技术等，以促进新型光电探测技术及相关产业的可持续、健康发展。大会征文已开通，诚挚欢迎国内外相关领域的科研人员、教师、研究生等踊跃投稿。

大会主席：

褚君浩院士，中国科学院上海技术物理研究所

李劲东院士，中国空间技术研究院

大会共主席（音序）：

陈 钱，中北大学

陈建新，中国科学院上海技术物理研究所

胡以华，国防科技大学

姬荣斌，昆明物理研究所

赵慧洁，北京航空航天大学

大会执行主席：

牛智川，中国科学院半导体研究所

陈 平，中北大学

程序委员会主席（音序）：

吕衍秋，中航凯迈（上海）红外科技有限公司

石峰，微光夜视技术重点实验室

史衍丽，云南大学

宋海智，西南技术物理研究所

王峰，安徽省先进光电探测与末端自主防御技术重点实验室

王军，电子科技大学

吴南健，中国科学院半导体研究所

薛栋林，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

杨星，国防科技大学

尤立星，中国科学院上海微系统与信息技术研究所

于永吉，长春理工大学

周顺，西安工业大学

周燕，中国科学院半导体研究所

左超，南京理工大学

以下内容为GPT视角对新型光电探测技术及其应用学术交流会相关领域的研究解读，仅供参考：

新型光电探测技术及其应用研究现状

一、新型光电探测技术分类与原理

基于二维材料的光电探测器

材料体系：石墨烯、过渡金属硫化物（如MoS₂、WS₂）、黑磷等。

优势：超薄结构（单原子层厚度）、高载流子迁移率、宽光谱响应（从可见光到太赫兹）。

代表成果：

石墨烯光电探测器通过热电子效应实现超快响应（皮秒级），但量子效率较低；

MoS₂/WS₂异质结通过内建电场增强光生载流子分离，提升探测灵敏度。

钙钛矿光电探测器

材料特性：有机-无机杂化钙钛矿（如CH₃NH₃PbI₃）具有高吸收系数、长载流子扩散长度和可调带隙。

进展：

柔性钙钛矿探测器已实现弯曲半径<1mm的机械稳定性；

自供电探测器通过光生伏打效应无需外部偏压，适用于物联网传感器。

量子点光电探测器

核心机制：利用量子限域效应调控带隙，实现窄带响应（如PbS量子点探测器可覆盖近红外至中红外波段）。

应用场景：高分辨率光谱成像、夜视仪等。

拓扑绝缘体光电探测器

原理：利用表面态狄拉克电子的高迁移率，实现低噪声、高响应度探测。

挑战：材料制备工艺复杂，表面态易受环境影响。

超构表面光电探测器

技术路径：通过亚波长结构调控光场分布（如表面等离子体共振），增强光吸收或实现偏振/相位敏感探测。

案例：基于金纳米棒阵列的偏振探测器，角度分辨率达0.1°。

二、研究进展与突破

性能提升

响应速度：石墨烯探测器响应时间已突破100 fs，接近理论极限；

探测率：钙钛矿探测器在可见光波段探测率（D*）超过10¹⁴ Jones，接近商用Si探测器水平；

工作温度：中红外量子点探测器通过低温制冷技术，噪声等效功率（NEP）降至10⁻¹⁹ W/Hz¹/²。

集成化与智能化

片上集成：硅基光电探测器与CMOS工艺兼容，实现光子-电子混合集成（如Intel的100G光模块）；

人工智能赋能：通过机器学习优化探测器结构设计，或直接处理探测信号（如基于神经网络的图像去噪）。

新材料探索

二维材料异质结：MoS₂/WSe₂堆叠结构实现自驱动光探测，响应度提升10倍；

有机-无机杂化体系：将钙钛矿与聚合物复合，平衡柔性与稳定性。

三、典型应用场景

通信领域

5G/6G光模块：硅基光电探测器支持400Gbps以上数据传输速率；

自由空间光通信：超构表面探测器实现大气湍流补偿，提升通信链路稳定性。

生物医学

荧光成像：石墨烯探测器结合近红外二区（NIR-II）荧光探针，实现深层组织成像；

光声成像：钙钛矿探测器用于高灵敏度光声信号检测，辅助肿瘤诊断。

环境监测

气体传感：量子点探测器结合光致发光光谱，检测NO₂、NH₃等气体浓度（ppb级）；

水质分析：超构表面探测器实现多参数水质在线监测（如pH、溶解氧）。

自动驾驶

激光雷达（LiDAR）：InGaAs/InP雪崩光电二极管（APD）支持1550 nm波长探测，提升抗阳光干扰能力；

车载摄像头：CMOS图像传感器集成近红外探测功能，实现全天候视觉。

四、挑战与未来方向

材料稳定性：钙钛矿易受湿度/光照降解，需开发封装技术或寻找替代材料；

规模化制备：二维材料转移工艺复杂，需突破大面积均匀生长技术；

多模态融合：结合光谱、偏振、相位等多维度信息，提升探测系统信息容量；

低功耗设计：面向物联网场景，开发自供电或能量收集型探测器。

新型光电探测技术及其应用研究可以应用在哪些行业或产业领域

一、通信与信息技术

5G/6G光通信

应用场景：数据中心光模块、城域网传输、卫星激光通信。

技术价值：硅基光电探测器与CMOS工艺兼容，支持400Gbps以上高速率传输，降低光模块功耗与成本；量子点探测器扩展通信波段至中红外，提升抗干扰能力。

案例：Intel的100G硅光模块已实现商业化，用于云计算数据中心。

自由空间光通信（FSO）

应用场景：跨海通信、无人机编队组网、应急通信。

技术价值：超构表面探测器通过光场调控补偿大气湍流，提升链路稳定性；自适应光学技术结合高速探测器，实现动态波前校正。

量子通信

应用场景：量子密钥分发（QKD）、量子隐形传态。

技术价值：超导纳米线单光子探测器（SNSPD）在1550 nm波段效率达90%以上，支撑长距离量子通信网络构建。

二、生物医学与健康

医学影像

荧光成像：石墨烯探测器结合近红外二区（NIR-II）荧光探针，实现肿瘤边界精准定位（穿透深度>1 cm）；

光声成像：钙钛矿探测器用于高灵敏度光声信号检测，辅助乳腺癌早期诊断；

多光子显微镜：InGaAs探测器支持1700 nm波段成像，减少活体组织光损伤。

生命科学检测

流式细胞术：雪崩光电二极管（APD）阵列实现单细胞水平多参数分析，提升疾病标志物检测灵敏度；

DNA测序：CMOS图像传感器集成微透镜阵列，加速高通量测序流程。

可穿戴设备

柔性光电传感器：基于MoS₂的柔性探测器可贴合皮肤，实时监测心率、血氧及紫外线暴露；

无创血糖检测：近红外光谱探测器结合机器学习算法，通过组织光学特性推算血糖浓度。

三、自动驾驶与智能交通

激光雷达（LiDAR）

应用场景：乘用车高级辅助驾驶（ADAS）、机器人导航、无人机避障。

技术价值：InGaAs/InP APD支持1550 nm波长探测，抗阳光干扰能力强；硅基光电探测器阵列实现固态LiDAR，降低成本并提升可靠性。

案例：Waymo第五代自动驾驶系统采用1550 nm LiDAR，探测距离达300米。

车载摄像头

应用场景：夜视增强、车道保持、交通标志识别。

技术价值：CMOS图像传感器集成近红外探测功能，结合AI算法实现全天候视觉；量子点滤光片提升色彩还原度，增强复杂光照条件下的识别准确率。

四、环境监测与能源

大气污染检测

应用场景：PM2.5/PM10监测、VOCs（挥发性有机物）溯源、温室气体排放核算。

技术价值：量子点探测器结合差分吸收光谱技术（DOAS），实现NO₂、SO₂等气体浓度ppb级检测；超构表面传感器通过偏振分析区分气溶胶类型。

水质分析

应用场景：工业废水监测、饮用水安全、海洋生态研究。

技术价值：微型光谱仪集成钙钛矿探测器，实时检测pH、溶解氧、重金属离子浓度；拉曼光谱探测器结合表面增强技术（SERS），提升有机污染物检测灵敏度。

新能源开发

光伏产业：光电探测器用于太阳能电池效率测试（如量子效率测量）；

光热发电：红外探测器监测集热管温度分布，优化热能转换效率。

五、工业制造与安全

智能制造

应用场景：机器视觉、3D传感、缺陷检测。

技术价值：短波红外（SWIR）探测器穿透硅晶圆，实现芯片内部结构无损检测；时间飞行（ToF）传感器结合高速探测器，提升机器人抓取精度。

公共安全

应用场景：人脸识别、爆炸物检测、边境监控。

技术价值：太赫兹探测器穿透衣物/包装，识别隐藏危险品；多光谱探测器结合AI算法，区分人脸伪装与真实特征。

六、航空航天与国防

卫星遥感

应用场景：气象观测、资源勘探、灾害监测。

技术价值：碲镉汞（HgCdTe）红外探测器实现高分辨率地球成像；量子点光谱仪覆盖可见光至短波红外，提升多光谱数据采集能力。

导弹制导

应用场景：红外成像制导、激光近炸引信。

技术价值：非制冷红外探测器（如氧化钒微测辐射热计）降低系统功耗，提升导弹机动性；紫外探测器用于导弹尾焰追踪，增强抗干扰能力。

七、农业与食品

精准农业

应用场景：作物长势监测、病虫害预警、灌溉管理。

技术价值：多光谱探测器结合无人机平台，分析植被指数（NDVI），指导变量施肥；高光谱成像探测器检测农产品表面农药残留。

食品检测

应用场景：新鲜度评估、成分分析、异物识别。

技术价值：近红外光谱探测器快速测定肉类水分/脂肪含量；荧光探测器检测食品中致病菌（如大肠杆菌）。

未来趋势与挑战

跨学科融合：光电探测技术与AI、量子计算、生物技术结合，催生新应用场景（如光子计算芯片、脑机接口）；

低成本化：通过材料创新（如有机半导体）和工艺优化（如卷对卷印刷），推动消费级应用普及；

标准化与可靠性：建立行业测试标准，提升探测器在极端环境（高温、高辐射）下的稳定性。

新型光电探测技术及其应用领域有哪些知名研究机构或企业品牌

一、国际知名研究机构1. 高校与科研院所

麻省理工学院（MIT）

研究方向：量子点光电探测器、二维材料异质结、超构表面光场调控。

成果：开发出基于MoS₂/WSe₂异质结的自驱动光电探测器，响应度突破10³ A/W；提出超构表面偏振编码技术，实现高维光通信。

斯坦福大学

研究方向：硅基光电子集成、钙钛矿光电探测器、神经形态视觉传感器。

成果：实现硅基光电探测器与CMOS工艺的单片集成，支持1.6 Tbps光互连；研发出柔性钙钛矿探测器阵列，用于可穿戴脑电信号监测。

剑桥大学

研究方向：拓扑绝缘体光电探测器、中红外量子点探测器。

成果：首次验证拓扑表面态在光探测中的高迁移率优势，噪声等效功率（NEP）达10⁻¹⁹ W/Hz¹/²；开发出PbS量子点中红外探测器，工作温度提升至300 K。

瑞士联邦理工学院（ETH Zurich）

研究方向：超导纳米线单光子探测器（SNSPD）、自由空间光通信。

成果：SNSPD在1550 nm波段效率达98%，用于量子密钥分发（QKD）卫星“墨子号”；提出自适应光学与超构表面结合技术，提升FSO链路稳定性。

东京大学

研究方向：有机光电探测器、柔性电子皮肤。

成果：开发出全有机近红外探测器，响应时间<1 μs；结合压阻传感器，实现触觉-光觉多模态感知电子皮肤。

2. 国家实验室与联盟

美国贝尔实验室

贡献：历史性地发明雪崩光电二极管（APD），推动光纤通信革命；当前聚焦硅光子学与量子探测技术。

德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会

分支机构：弗劳恩霍夫光子微系统研究所（IPMS）

成果：开发出微型化LiDAR芯片，集成InGaAs探测器与微透镜阵列，体积缩小至传统系统的1/10。

欧盟“光子学21”计划

目标：联合20余国科研力量，突破高速光电探测器、光子集成电路等关键技术，支撑6G与量子通信发展。

二、国内领先研究机构1. 高校与中科院系统

中国科学院半导体研究所

研究方向：碲镉汞（HgCdTe）红外探测器、量子点光谱仪。

成果：实现1280×1024像素中波红外探测器阵列国产化，用于航天遥感；开发出量子点微型光谱仪，分辨率达0.3 nm。

北京大学

研究方向：二维材料光电探测器、钙钛矿单晶探测器。

成果：制备出大面积单层石墨烯探测器，噪声等效功率（NEP）低至10⁻¹⁵ W/Hz¹/²；提出钙钛矿单晶“离子掺杂”策略，提升探测器稳定性。

清华大学

研究方向：超构表面光电探测器、神经形态计算。

成果：设计出偏振-波长双模探测超构表面，信息容量提升4倍；开发出光子突触器件，模拟人眼视觉适应功能。

浙江大学

研究方向：硅基光电集成、柔性光电传感器。

成果：实现硅基光电探测器与3D集成芯片的异构封装，支持400Gbps传输；研发出可拉伸石墨烯探测器，拉伸率超30%。

2. 国家重点实验室

微细加工光学技术国家重点实验室（中科院光机所）

成果：突破极紫外（EUV）光刻掩模版探测技术，支撑国产光刻机研发。

武汉光电国家研究中心

成果：开发出多光谱融合探测系统，结合AI算法实现肿瘤边界实时定位，误差<0.1 mm。

三、产业领军企业1. 国际企业

Intel（美国）

产品：硅光模块集成光电探测器

应用：数据中心100G/400G光互连，市占率超60%。

Sony（日本）

产品：堆叠式CMOS图像传感器（Exmor RS）

技术：背照式结构结合铜互连，提升量子效率至80%，用于智能手机高端摄像头。

First Sensor（德国，现属TE Connectivity）

产品：InGaAs近红外探测器

应用：工业激光加工、医疗内窥镜，响应波段覆盖900-2600 nm。

Hamamatsu（日本）

产品：光电倍增管（PMT）、单光子雪崩二极管（SPAD）

应用：流式细胞仪、量子计算，SPAD阵列实现10万级像素集成。

Lumentum（美国）

产品：1550 nm LiDAR用InGaAs APD

应用：Waymo自动驾驶系统，探测距离达300米。

2. 国内企业

华为技术有限公司

产品：硅基光电探测器芯片

应用：5G光模块、全光交换机，支持1.6 Tbps传输速率。

长光华芯光电技术股份公司

产品：高功率激光探测器芯片

应用：工业切割、3D传感，输出功率突破10 W。

睿芯微电子（北京）

产品：量子点红外探测器

应用：安防监控、无人机载荷，工作温度范围-40℃至85℃。

舜宇光学科技（集团）

产品：车载LiDAR探测器模组

应用：比亚迪、蔚来等自动驾驶车型，集成905 nm/1550 nm双波段探测。

昆明物理研究所（中国兵工集团）

产品：非制冷红外探测器

应用：军用夜视仪、民用安防，采用氧化钒微测辐射热计技术。

四、技术合作与产业生态

产学研联盟：如美国“光子学制造研究所（AIM Photonics）”联合IBM、MIT等，推动硅光探测器标准化生产；

跨界融合：特斯拉与Lumentum合作开发4D成像LiDAR，集成高速探测器与点云处理算法；

初创企业：如美国Swan Valley Imaging（量子点光谱仪）、中国灵明光子（SPAD阵列芯片），聚焦细分市场创新。

新型光电探测技术及其应用领域有哪些招聘岗位或就业机会

一、核心技术方向与对应岗位1. 材料与器件研发

岗位名称：

光电材料工程师（量子点、二维材料、钙钛矿等）

半导体器件工程师（APD、SNSPD、InGaAs探测器等）

微纳加工工程师（光刻、刻蚀、薄膜沉积工艺）

技能要求：

精通半导体物理、材料表征技术（TEM、XRD、PL等）；

掌握TCAD仿真工具（Silvaco、Sentaurus）或COMSOL多物理场建模；

熟悉洁净室操作及半导体工艺设备（ALD、PECVD、EBL等）。

典型企业：

科研机构：中科院半导体所、MIT林肯实验室、剑桥大学卡文迪许实验室；

企业：Intel硅光子部门、长光华芯、Sony半导体事业部。

2. 光子集成与芯片设计

岗位名称：

硅光芯片设计工程师（PDK开发、版图设计）

光子集成电路（PIC）仿真工程师

光电混合封装工程师

技能要求：

掌握Lumerical、FDTD Solutions等光子仿真软件；

熟悉CMOS工艺与硅光子流程（如IMEC、TSMC的硅光平台）；

具备高速信号完整性分析（SI/PI）能力。

典型企业：

华为海思、Lumentum、旭创科技、Coherent（原II-VI）。

3. 系统集成与应用开发

岗位名称：

LiDAR系统工程师（机械式/固态LiDAR光学设计）

红外热成像系统工程师（非制冷/制冷型探测器集成）

量子通信系统工程师（QKD光源与探测模块开发）

技能要求：

精通光学设计软件（Zemax、Code V）；

熟悉嵌入式系统开发（FPGA、ARM）或DSP算法；

具备系统级测试与标定经验（如MTF、NEP、响应度测试）。

典型企业：

自动驾驶领域：Waymo、百度Apollo、禾赛科技；

安防领域：海康威视、大华股份、FLIR（现属Teledyne）；

量子领域：国盾量子、科大国盾、瑞士ID Quantique。

4. 算法与数据处理

岗位名称：

光电传感器算法工程师（点云处理、多光谱融合）

神经形态视觉算法工程师（事件相机、光子突触器件）

深度学习模型优化工程师（轻量化目标检测模型）

技能要求：

精通Python/C++，熟悉OpenCV、PCL（点云库）；

掌握TensorFlow/PyTorch框架及模型量化、剪枝技术；

具备边缘计算部署经验（如NVIDIA Jetson、高通RB5平台）。

典型企业：

AI+光电企业：商汤科技、旷视科技、Mobileye；

消费电子：Apple、OPPO、小米（影像算法部门）。

二、产业环节与就业场景1. 上游：材料与设备供应商

岗位类型：

光电材料研发科学家（如量子点合成、二维材料转移）；

半导体设备工程师（光刻机、刻蚀机、镀膜机操作与维护）；

晶体生长工程师（碲镉汞、铟镓砷单晶制备）。

典型企业：

材料：纳晶科技（量子点）、先导稀材（红外材料）；

设备：ASML（光刻机）、应用材料（AMAT）、北方华创。

2. 中游：器件与模块制造商

岗位类型：

探测器芯片测试工程师（IV/CV测试、光谱响应标定）；

光模块封装工程师（COB、BOX封装工艺）；

失效分析工程师（FA，使用SEM、FIB定位缺陷）。

典型企业：

国内：光迅科技、天孚通信、中际旭创；

国际：Finisar（现属Coherent）、AOI（美国、日本工厂）。

3. 下游：系统与应用集成商

岗位类型：

解决方案架构师（工业检测、医疗内窥镜、农业光谱分析）；

现场应用工程师（FAE，支持客户调试与故障排查）；

产品经理（定义下一代光电传感器规格，如分辨率、帧率、功耗）。

典型企业：

工业领域：基恩士、康耐视、海康机器人；

医疗领域：联影医疗、迈瑞医疗（内窥镜部门）；

消费领域：大疆创新（无人机避障系统）、Meta（VR/AR光学模组）。

三、新兴领域与跨界岗位1. 量子技术

岗位：

单光子探测器研发工程师（SNSPD、SPAD阵列）；

量子密钥分发（QKD）系统工程师；

量子传感器算法工程师（如原子磁强计数据处理）。

企业：

国内：启科量子、本源量子；

国际：IBM Quantum、Google Quantum AI。

2. 自动驾驶与机器人

岗位：

多传感器融合工程师（LiDAR+摄像头+毫米波雷达）；

激光雷达标定工程师（外参标定、时间同步）；

决策规划算法工程师（基于光电数据的路径规划）。

企业：

特斯拉、蔚来、小鹏汽车；

波士顿动力、优必选（人形机器人视觉系统）。

3. 空间与国防

岗位：

星载光电载荷工程师（高分辨率成像、光谱探测）；

红外制导系统工程师（导弹导引头开发）；

光电对抗技术研究员（激光干扰与抗干扰算法）。

企业/机构：

航天科技集团、航天科工集团；

洛克希德·马丁、雷神技术公司。

四、就业趋势与技能升级建议

技术复合化：

光电探测与AI、5G、量子技术的融合催生“光电+X”岗位（如光电+AI算法工程师），需掌握跨学科知识。

工程化能力：

企业更青睐具备“从实验室到量产”经验的人才，需熟悉DFM（可制造性设计）、可靠性测试（如HALT/HASS）。

地域分布：

国内：长三角（上海、苏州、杭州）聚焦硅光子与消费电子；

珠三角（深圳、东莞）侧重LiDAR与机器人；

武汉、合肥依托国家光电实验室，布局量子与红外技术。

技能升级路径：

短期：学习Zemax/Lumerical仿真、Python数据处理；

中期：掌握半导体工艺或嵌入式系统开发；

长期：深耕细分领域（如量子探测、神经形态视觉），积累专利与论文。