本报讯 6月11日，中国科大郭光灿院士团队在高灵敏光学检测研究中取得重要进展。该团队孙方稳教授小组与新加坡国立大学仇成伟教授团队合作，基于真空光镊系统实验实现了高精度全光学的质量和位置测量。相关研究成果发表在物理学知名期刊《物理评论快报》上。

光学检测已成为当前科学及应用领域最精密的测量方法，在时间、频率、位置等精密测量领域发挥了重要作用。基于光力相互作用，光学还实现了高灵敏度力学及相关物理量的测量，例如引力波的探测以及光镊技术在生物中的操控和测量都已经获得了诺贝尔物理学奖。而真空光镊技术通过在真空环境中光学悬浮微纳颗粒，能最大程度隔绝环境噪声对测量过程的干扰，进一步提高测量稳定性和灵敏度，可以实现力、质量、加速度、扭矩及电磁场等物理量的高精度测量。

在真空光镊体系中，实验上通过对悬浮粒子位置和运动行为的高精度探测与分析来实现相关物理量的高灵敏检测。因此，悬浮粒子的运动行为操控以及将测量信号转换为实际位移的校准过程是其两项核心技术。

孙方稳小组近年来致力于真空光镊实验体系相关技术的发展，提出利用数字化反馈控制技术实现了悬浮粒子运动行为的实时精确操控，完成了冷却、幅值锁定和频率锁定等关键技术。此外，系统研究了悬浮粒子在非简谐势场下的非线性运动过程，获得了其运动幅值与势场非线性导致的振动频率移动的关系。该系统还实现了单个微粒的尺寸和密度的测量，为获取微纳尺度物质的参数和性能提供了新的方法。

该工作为实现高可控性的真空光镊体系打下了重要实验基础，为精密测量、微观尺度热力学以及光力相互作用等研究提供了重要实验平台。而微纳尺度下质量、力学及其相关物理量的高精度测量，将在重力仪、加速度计、陀螺仪等精密测量领域中发挥重要作用。

论文第一作者是中科院量子信息重点实验室郑瑜博士。

（中科院量子信息重点实验室 中科院量子信息与量子科技创新研究院 科研部）

中国科大采用真空光镊实现单个微纳

粒子质量和位置的高精度测量

本报讯 6月11日，中国科大郭光灿院士团队在高灵敏光学检测研究中取得重要进展。该团队孙方稳教授小组与新加坡国立大学仇成伟教授团队合作，基于真空光镊系统实验实现了高精度全光学的质量和位置测量。相关研究成果发表在物理学知名期刊《物理评论快报》上。

光学检测已成为当前科学及应用领域最精密的测量方法，在时间、频率、位置等精密测量领域发挥了重要作用。基于光力相互作用，光学还实现了高灵敏度力学及相关物理量的测量，例如引力波的探测以及光镊技术在生物中的操控和测量都已经获得了诺贝尔物理学奖。而真空光镊技术通过在真空环境中光学悬浮微纳颗粒，能最大程度隔绝环境噪声对测量过程的干扰，进一步提高测量稳定性和灵敏度，可以实现力、质量、加速度、扭矩及电磁场等物理量的高精度测量。

在真空光镊体系中，实验上通过对悬浮粒子位置和运动行为的高精度探测与分析来实现相关物理量的高灵敏检测。因此，悬浮粒子的运动行为操控以及将测量信号转换为实际位移的校准过程是其两项核心技术。

孙方稳小组近年来致力于真空光镊实验体系相关技术的发展，提出利用数字化反馈控制技术实现了悬浮粒子运动行为的实时精确操控，完成了冷却、幅值锁定和频率锁定等关键技术。此外，系统研究了悬浮粒子在非简谐势场下的非线性运动过程，获得了其运动幅值与势场非线性导致的振动频率移动的关系。该系统还实现了单个微粒的尺寸和密度的测量，为获取微纳尺度物质的参数和性能提供了新的方法。

该工作为实现高可控性的真空光镊体系打下了重要实验基础，为精密测量、微观尺度热力学以及光力相互作用等研究提供了重要实验平台。而微纳尺度下质量、力学及其相关物理量的高精度测量，将在重力仪、加速度计、陀螺仪等精密测量领域中发挥重要作用。

论文第一作者是中科院量子信息重点实验室郑瑜博士。

（中科院量子信息重点实验室 中科院量子信息与量子科技创新研究院 科研部）