研究前沿：电子科技大学，光流控微腔传感-氢检测 | Nature Photonics

本文报道了一种基于激光标记光流控微腔的氢气检测技术,解决了传统光学微腔传感器灵敏度与动态范围之间的权衡问题。研究背景是氢气作为清洁能源和工业气体,其安全检测面临从微量预警到高浓度判定的广泛需求,而现有传感器难以兼顾高灵敏度和宽检测范围。研究目的是开发一种能够覆盖九个数量级浓度范围的氢气检测器件。该器件采用空心回音壁模式微腔,内表面涂覆Pt/WO₃纳米薄膜,通过热声子传递实现高效气固相互作用,同时保持1.89×10⁹的超高本征Q值。结合自适应激光标记技术,将相位噪声抑制三个数量级以上,实现了从3×10⁻⁵ ppm到1.53×10⁵ ppm的氢气检测,并能分辨单个分子动力学行为。结论表明,该厘米级集成化器件为光学微腔在超精密计量领域的应用提供了通用策略。