示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器，它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像，便于人們研究各種電現象的變化過程。且隨著技術的不斷發展，研究人員發現可高速震蕩的光波能夠傳輸更高密度的信息，于是開始將目光由電信號逐漸轉移到光信號的電場探測中。然而，當前用于測量光場的工具只能解析與光“脈沖”相關的平均信號，而不能解析脈沖內的波峰和波谷等信息，這也使得讀取光電場成為了長久以來的巨大挑戰。
為了應對這挑戰，中佛羅里達大學（UCF）的Michael Chini等人基于硅基圖像傳感器芯片中的非線性光電流設計了一種理想的“超快門”，并由此開發了一款“世界上第一臺光學示波器”，其相關成果已經發表在Nature Photonics中。
研究團隊負責人Michael Chini教授
Michael Chini教授對此表示：“光纖通信可以通過光波來加快信號的傳輸速度，但在本質上仍然受到示波器速度的限制，而我們所提出的光學示波器有望將其速度提高大約10000倍。”
通常情況下，完整表征光波形的主要要求是生成所需的超快門，即其持續時間需要低于要測量場震蕩的半周期持續時間，Michael Chini等人正是基于這一目標發現了強烈的中紅外脈沖可以在硅基圖像傳感器中產生一種非線性光電流，而這一過程恰能滿足超快門的性能要求。
幾個周期脈沖的測試圖像
目前，該團隊已經完成了光學示波器設備的開發，并展示了其實時測量單個激光脈沖電場的能力，未來將專注于打破該技術的速度限制。
