我校量子计量与传感研究团队在微波量子精密测量方面取得系列重要进展

近日，我校计测学院量子计量与传感研究团队在微波量子精密测量方面取得系列重要进展，在国际光学权威期刊ACS Photonics（中科院一区TOP）连续发表2篇论文。

论文1以“Imaging frequency-modulated microwaves using a robust quantum spectrum analyzer”为题，我校为第一作者兼通讯单位，青年教师周飞飞为论文第一作者兼通讯作者，王新庆教授为论文共同通讯作者。

基于金刚石氮-空位色心的量子频谱分析技术，因其超宽工作带宽特性而备受关注。然而，传统方案存在着梯度磁场校准复杂、强磁场下鲁棒性不足等技术瓶颈，制约了其实际应用。为此，团队创新性地采用{111}晶向工业级金刚石作为核心传感器，结合金刚石精密加工技术，发展了一种具有强鲁棒性的量子频谱分析技术。该技术有效规避了复杂的磁场校准流程，显著降低了技术应用门槛与成本，并在强磁场环境下表现出优异的稳定性。最后，团队基于该技术成功实现了FM调制微波信号的频谱监测与成像。该技术有望应用于现代通信、射频芯片检测、电磁兼容设计等重要领域。

论文2以 “Wide-field optical imaging of microwave fields with boron vacancy centers in hexagonal boron nitride”为题，我校为第一作者兼通讯单位，青年教师周飞飞为论文第一通讯作者，南方科技大学鲁大为教授、新加坡南洋理工大学Weibo Gao教授为论文共同通讯作者。

微波电子器件是现代通信与信息技术的核心，其内部电磁场的空间分布直接影响着器件性能。然而，传统测量方法难以实现非侵入、高分辨的场分布可视化。为突破这一局限，团队基于二维范德华材料六方氮化硼中的一种新型量子传感器——硼空位色心，提出了一种新型微波光学成像技术。该技术利用六方氮化硼的二维薄膜特性，首先将其直接贴合于待测器件表面，随后借助离子注入产生内部色心，最后结合电子自旋共振宽场测量，实现对器件表面微波场的原位光学成像。该技术未来有望应用于各类微波器件（如天线、滤波器等）的原位、无损诊断。

上述工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江省“尖兵领雁+X”科技计划等项目的资助。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsphotonics.5c02451

https://doi.org/10.1021/acsphotonics.5c00891