在精密測量與量子技術的交匯領域，湖南師范大學科研團隊近日取得了一項突破性進展——他們通過調控光學腔的非線性效應，成功開發出一種能夠捕捉極微弱光信號的新型測量方法。這項研究不僅為光學測量技術開辟了新路徑，更可能推動量子通信與計算領域的技術革新。
光學腔作為一種特殊的光學裝置，通過精密設計的反射鏡陣列將光束限制在極小空間內，形成穩定的駐波場。這種"光之囚籠"的特性使其成為研究光與物質相互作用的理想平臺，廣泛應用于量子信息處理、引力波探測等前沿領域。然而，傳統測量方法在面對極弱信號時，往往受限于系統噪聲和非線性效應的干擾，難以實現高精度探測。
研究團隊的創新點在于發現了光學腔系統中的"臨界敏感區"。當系統接近相變臨界點時，單光子與雙光子驅動引發的響應會呈現指數級增強，這種對腔體非諧性參數的極端敏感性，使得微小擾動都能被清晰捕捉。實驗數據顯示，新方法在臨界點附近的測量靈敏度較傳統技術提升了近兩個數量級，同時有效抑制了熱噪聲等環境干擾。
該技術的核心優勢在于其獨特的噪聲抑制機制。通過動態調控驅動光子的數量與相位，研究團隊實現了對量子漲落的主動補償。這種"以光制光"的策略，使得系統在復雜電磁環境中仍能保持穩定的測量性能。在量子計算場景中，這種高精度測量能力可為量子比特的相干控制提供關鍵支撐；在引力波探測領域，則有望提升現有裝置的探測下限。
據團隊負責人介紹，這項技術已通過理論驗證與數值模擬，下一步將開展實驗室原型裝置的搭建。初步實驗方案顯示，采用超導微波腔與非線性晶體結合的設計，可實現從可見光到太赫茲波段的寬譜測量。隨著量子技術的持續發展，這種基于臨界點調控的光學測量方法，或將重新定義精密測量的技術邊界。
