中波長紅外（MWIR）吸收光譜是一種材料指紋，因此中波長紅外光譜在化學(xué)分析、天體物理、氣體傳感或安全等許多應(yīng)用中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。中波長紅外也為自由空間通信的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。對于所有這些應(yīng)用，需要緊湊、堅(jiān)固和廉價(jià)的中波長紅外源。發(fā)光二極管（LED）是一種天然的候選器件，但由于自發(fā)輻射衰減率ω3的依賴性，發(fā)光二極管在中波長紅外波段的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于可見光波段。

目前在3 – 4 μm光譜范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)換效率在 10-3的數(shù)量級上。量子級聯(lián)激光器和光參量振蕩器是明亮的紅外光源，可以達(dá)到大的調(diào)制頻率，但價(jià)格昂貴。唯一可用的緊湊和廉價(jià)的MWIR源是白熾燈發(fā)射器，如熱膜和globars。隨著納米光子學(xué)的出現(xiàn)，定向光源的設(shè)計(jì)、近場和遠(yuǎn)場準(zhǔn)單色光源的設(shè)計(jì)、高效白熾光源的設(shè)計(jì)以及指向性與優(yōu)化光譜的結(jié)合成為可能。一種替代發(fā)射率調(diào)制的方法是溫度調(diào)制。利用金屬納米結(jié)構(gòu)和石墨烯在近紅外（NIR）中觀察到熱電子的熱輻射。由于電子在皮秒的時(shí)間尺度上與襯底上的聲子發(fā)生相互作用而發(fā)生熱化，這一過程可能是超快的。然而，由于它們的發(fā)射面積較小，由這些源在MWIR中發(fā)射的功率太低，無法被檢測到。相比之下，在大型量子阱中，用熱電子調(diào)制MWIR發(fā)射已經(jīng)被觀察到高達(dá)500 KHz。

近日，來自法國巴黎薩克雷大學(xué)（Université Paris-Saclay）的Léo Wojszvzyk等人介紹了一種超表面結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為在中波長紅外大氣透明窗口中以特定波長發(fā)射，并使用白熾燈產(chǎn)生特定的線性偏振。文章使用的材料，如鉑和氮化硅（SiNx），可以維持加熱到至少650攝氏度，并可以在很長一段時(shí)間內(nèi)（超過200小時(shí)）運(yùn)行，而不會發(fā)生降解。該文章報(bào)告了中波長紅外源的熱發(fā)射，線性極化發(fā)射率在5.1 μm達(dá)到0.8，光譜半高寬為1.5 μm，并且他們的探測器的截止頻率（20 MHz）比商業(yè)上可用的熱膜的調(diào)制頻率大六個(gè)數(shù)量級。相關(guān)工作發(fā)表在Nature communications上。