主动热探测可以扩大超分辨率技术的应用

不论是光波、声波还是电磁波，探测光束的工作方式都相同-向前发送光束，并且相同性质的波被反射回去。吸收的能量被转换成热量，到目前为止，还没有发现这种热量的用途。基础科学研究所（IBS）的研究人员从理论上表明，由探测光束引起的温度升高可用于产生探测物体的信号。研究人员说，与仅限于显微镜应用的传统超分辨率技术相比，这种所谓的主动热探测可以实现所有规模的超分辨率成像。

弗朗索瓦·安布拉德（Francois Amblard）教授说：“没有人试图使用热辐射来实现超分辨率，即使这个信号是如此引人注目，也不能错过。” “我们第一个提出了这种看似简单的想法，用明显的热辐射信号探测物体。”当物体被足够能量的探测光束照射而引起其温度跃升时，其发出的热辐射就会强烈。

（a）两个物体被扫描聚焦的能量源照亮，其尺寸大于物体或物体之间的距离。 （b）与照明的线性响应相比，扫描照明和物体加热产生的热光辐射在空间上被压缩。由IBS提供。

研究人员从理论上验证了热辐射的超线性。他们对被加热物体发出的光子数量进行了精确的量化，结果表明，即使温度略微升高，发光的变化也很大。这种现象以及主动加热和探测方案可用于超高分辨率的探测对象。如果达到足够高的温度，则可以任意提高超分辨率因子。研究人员Guillaume Graciani说：“我们的理论预测，发射空间分布可以任意缩小，从而改善了对象的定位，甚至原则上可以实现任意大的超分辨率。” “然后人们希望能够更好地分辨两个附近的目标，或者更好地检测目标的形状。”IBS的研究提出了热辐射及其固有的超线性，作为从微观成像到大型飞行物体（例如飞机）的各种尺度上超分辨物体的通用方法。 “主动热探测”可用于进行无损检测的热成像，用于自动驾驶汽车的激光雷达和雷达技术，以及用于中、远距离探测隐形物体。还可能为最新的热光电探测器带来新的应用领域，例如超导纳米线单光子探测器或HgCdTe雪崩光电二极管。可以设计一种新型热探针，用于超分辨热探测或微观尺度的成像。