灯，探测器，行动!

　　

　　

　　我们对世界的认识在很大程度上依赖于我们对世界的认识基本材料及其相互作用。材料科学技术的最新进展提高了我们识别化学物质的能力，并扩大了可能的应用范围。

　　其中一项技术是红外光谱，用于各种领域的分子鉴定，如医学、环境监测和工业生产。然而，即使是最好的现有工具-傅里叶变换红外光谱仪或FTIR -利用加热元件作为其光源。在红外区域产生的探测器噪声限制了设备的灵敏度，而物理性质阻碍了小型化。

　　现在，由京都大学领导的一个研究小组通过结合量子光源解决了这个问题。他们创新的超宽带、量子纠缠光源产生波长在2 μm到5 μm之间的相对更宽范围的红外光子。

　　电子科学与工程系的Shigeki Takeuchi说:“这一成就为大幅度缩小系统和提高红外光谱仪的灵敏度奠定了基础。”

　　FTIRs的另一个难题是，要把体积庞大、耗电巨大的设备运送到不同地点，以便在现场测试材料。Takeuchi着眼于未来，他的团队的紧凑，高性能，电池供电的扫描仪将在环境监测，医学和安全等各个领域带来易于使用的应用。

　　“我们可以获得各种目标样品的光谱，包括硬固体、塑料和有机溶液。我们的合作伙伴岛津公司开发了量子光设备，他们也认为宽带测量光谱对于区分各种样品的物质非常有说服力，”Takeuchi补充道。

　　虽然量子纠缠光不是新事物，但到目前为止，在红外区域的带宽限制在1 μm或更小的狭窄范围内。与此同时，这项新技术利用量子力学的独特特性——比如叠加和纠缠——来克服传统技术的局限性。

　　该团队独立开发的啁啾准相位匹配设备通过利用啁啾-逐渐改变元件的极化反转周期-在宽带宽上产生量子光子对来产生量子纠缠光。

　　“提高量子红外光谱的灵敏度和开发红外区域的量子成像是我们开发现实世界量子技术的一部分，”Takeuchi说。