6/10/2022，光纖在線訊，Photonics報道，英國Bristol大學(xué)一個研究團隊開發(fā)出一種可以在量子極限上批量制造光子傳感器的技術(shù)。這一研究工作為諸多實際應(yīng)用，包括溫室氣體排放檢測和癌癥檢測鋪平了道路。

逼近量子極限可以大大擴展傳感技術(shù)所能實現(xiàn)的功能和性能。相比傳統(tǒng)手段，光的量子態(tài)可以實現(xiàn)更精確的吸收估計，然而要想實現(xiàn)高精度，高可靠，高速傳感，還有許多障礙需要克服�，F(xiàn)有大部分的量子傳感機制依賴于特殊的光子糾纏或者壓縮態(tài)，難以實現(xiàn)和監(jiān)測。

Bristol、Bath和Warwick大學(xué)這批研究者實現(xiàn)了無需復(fù)雜的光量子態(tài)和檢測機制就可以實現(xiàn)對重要物理特性的高精度的測量。他們的關(guān)鍵技術(shù)在于使用環(huán)狀諧振腔——很小的跑道狀的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)光在環(huán)中傳輸，從而提高光和探測樣品接觸的機會。而且這一環(huán)狀諧振腔可以采用標(biāo)準工業(yè)手段進行批量制造。

   采用商用流片工藝制造的基于微環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu)的光子集成傳感芯片
該項研究的第一作者，Bristol大學(xué)博士研究生Alex Belsey表示：“我們向著量子力學(xué)設(shè)置的探測極限下的集成光子傳感器的實現(xiàn)更進了一步�！�

他們的研究通過探索干涉和諧振增強效應(yīng)揭示，在環(huán)狀諧振腔中的相干態(tài)的探針表現(xiàn)超過任何單遍傳輸?shù)牧孔犹结�，即便在通過平均輸入光子數(shù)歸一化的情況下。研究還指出，在最佳條件下，相干態(tài)的探針其作用等效于環(huán)狀諧振腔下任意明亮的，純凈的單模擠壓態(tài)探針。

這種傳感技術(shù)可以實現(xiàn)對吸收和折射率變化的檢測，可以用來對眾多材料和生化樣品進行探測，從環(huán)保監(jiān)測到疾病檢測無所不能。

共同作者，Bristol大學(xué)副教授Jonathan Matthews表示，“我們對這一研究成果所展現(xiàn)的機會非常興奮。我們現(xiàn)在知道了如何用批量制造辦法實現(xiàn)芯片級的量子極限下的光子探測器�！�

這一研究成果發(fā)表在物理評論快報(www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.230501)