期刊名：Photonics

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/photonics

本期人物专访，Photonics有幸邀请到期刊作者——澳大利亚新南威尔士大学堪培拉分校工程与技术学院的Andrey E. Miroshnichenko 教授与Haroldo T. Hattori博士。此次访谈中，两位学者与我们分享了他们在纳米光子学、量子传感及光电器件领域的研究心得，并针对年轻研究者如何应对科研挑战给出了宝贵建议。

作者简介：

Andrey E. Miroshnichenko 教授于 2003 年在德国德累斯顿的马克斯-普朗克复杂系统物理研究所获得博士学位。2004 年，他移居澳大利亚，加入澳大利亚国立大学非线性物理中心。在此期间，他对光子晶体领域做出了重要贡献，并将法诺共振的概念引入纳米光子学。2007 年，他获得澳大利亚博士后研究员奖学金，2011 年获得澳大利亚研究理事会未来学者奖学金。2017 年，他转至新南威尔士大学堪培拉分校，并成为新南威尔士大学卓越学者研究员。2019 年，Miroshnichenko 教授被 Web of Science 评为高被引科学家。他的研究方向包括非线性纳米光子学、非线性光学，以及光与纳米团簇（如光学纳米天线和超材料）的共振相互作用。

Haroldo T. Hattori博士在巴西航空技术研究所（ITA）获得电气工程学士学位和硕士学位，并于 1998 年在美国弗吉尼亚理工大学获得电气工程博士学位。他曾先后在巴西和西班牙的阿尔卡特公司从事光纤系统开发工作。1994 至 1998 年在弗吉尼亚理工大学期间，他专注于特种光纤的研究，以降低长距离光通信链路中的非线性效应。此后，他在巴西航空技术研究所担任助理教授，开展光纤布拉格光栅在通信和传感应用方面的研究。2002 至 2005 年间，他先后在英国格拉斯哥大学和法国里昂中央理工学院从事光子晶体和微盘激光器的研究。目前，他担任新南威尔士大学堪培拉分校工程与技术学院高级讲师，主要从事有源光电子器件（如光电探测器、等离子体器件和激光器）以及量子传感的研究。他是高等教育协会会士、IEEE 高级会员、 Optica 高级会员，同时担任 IEEE Journal of Quantum Electronics期刊的副主编。

Andrey E. Miroshnichenko 教授与Haroldo T. Hattori博士近期在Photonics期刊发表的综述文章：

Rydberg Atom-Based Sensors: Principles, Recent Advances, and Applications

Photonics 2025, 12(12), 1228; https://doi.org/10.3390/photonics12121228

1.能否请您向读者简要介绍一下您自己和您目前的研究方向？

Miroshnichenko 教授：我的研究背景是纳米光子学，重点关注共振结构、介电结构和金属表面领域。我与 Hattori 博士共同探索时变结构（如超表面和里德堡系统）的时间依赖特性。本文正是聚焦于这类特殊装置，将各方的专业知识整合在一起，从而为这些特定装置带来更具实用性的成果。

Hattori 博士：与 Miroshnichenko 教授一样，我也从事光子学研究，目前更侧重于光电探测器、传感平台等器件。自2025年年中起，我开始探索里德堡原子传感这一新领域。目前，整个里德堡装置已投入运行，我们期待未来能在MDPI等平台发表更多研究成果。

2.您能否谈谈当前研究中遇到的困难以及突破性的创新？

我们在光子学领域拥有丰富的经验，但这一特定方向是近年来才开始涉足的。目前从事该领域的研究团队并不多，这也意味着存在许多机遇。因此，我们希望集中所有资源和精力，专注于传感与装置这一特定领域。这套系统使我们能够实现对不同环境、不同光谱范围进行特殊测量或传感，甚至可以捕捉极微弱的信号，应用于传感器、电磁场探测、宽谱段测量以及通信等多个领域。

里德堡系统可视为一个原子尺寸的微型天线，能够感知电磁场。这意味着它具有极高的精度，并且不仅能像大多数传感器那样测量振幅，还能获取相位和偏振等全部信息，从而完整地还原电磁环境，同时不干扰原场。这使得该技术在通信应用中能够实现隐蔽式信号获取，而不被对方察觉。此外，由于其尺寸极小，有望将当前的宽带频谱范围提升至太赫兹波段。

初期，由于该领域与国防相关，公开的期刊和论文信息非常有限，起步十分困难。我们从几兆赫兹开始，目前已达到6吉赫兹，并希望在不久的将来突破10吉赫兹。我们还与一些大型实验室展开了交流，NASA等机构也对这一技术在空间应用中的潜力表现出浓厚兴趣。

3.您希望读者从您的论文中获得什么？

这篇论文更像是一篇领域综述，其中也包含了一些我们自己的结果。我们最初希望从教育角度出发，进入这个领域，了解目前已知、新兴以及未解决的问题。正如Hattori博士所说，公开的信息确实不多。我们发现，虽然该机制的基本物理原理是已知的，但如果你想自己搭建一套系统，有很多技巧和细节需要处理。对我们来说，从现有文献中解读出这些信息是一个挑战。因此，我们希望这篇论文不仅能帮助读者理解基本原理和机制，还能提供可复制的实验思路、系统搭建方法，以及该技术可解锁的具体应用场景和潜在价值。同时，我们也希望将自身工作与现有基准进行对比，既验证当前结果，也探索如何在特定应用方向上实现拓展。

幸运的是，我们获得了学校的初始资助，用于搭建这套系统，因为它需要非常特殊且昂贵的窄带激光器。

4.对于希望进入这一领域开展研究的年轻学者，您有什么建议或经验分享？

作为科学家，我们都希望找到一个既新颖又具有实际应用价值的课题。我们之所以聚焦于里德堡传感系统，是因为看到了它巨大的潜力。通过搭建和精细调校，你可以实现高灵敏度、宽频带的器件，用于电磁场传感、加密通信、电磁环境监测等多种用途。

目前我们的系统是自由空间结构，体积较大，占据整个光学平台。未来的主要目标是实现集成化、便携式的版本，使其能够搭载在无人机等移动平台上，实现大面积、高精度的传感，甚至应用于星间通信、空间探测、国防、情报和反恐等领域。我们也希望了解电磁产品校准所需的必要条件。

同时，作为科学家，你需要专注于目标，也要清楚自身的局限和边界条件，不要忽视其他研究者或竞争者可能也在同一领域工作。一个宝贵的经验是，正如理查德·布兰森所说：“如果你不冒经过计算的风险，你永远不会成功。”因此，你需要不断尝试，直到成功。我们相信未来会有更多有价值的成果，并希望与整个学术界分享。

5.您最初是如何接触到 Photonics 期刊的？对本刊有何印象和合作体验？

我们与 MDPI 已有数年合作经历。最初是期刊主动联系我们，至今与各期刊编辑团队的沟通都非常愉快，出版过程也十分顺利，我们还担任了部分期刊的学术编辑。

就本次发表于Photonics期刊的论文而言，从投稿到收到审稿意见、再到接受并在线发表，整个流程耗时很短。高效的审稿流程和较快的处理周期，是我们选择向该期刊投稿的两大关键因素。虽然有时修稿截止时间比较紧张，但在合著者们的共同努力下，我们都能够按时完成。同时，我们认为审稿人的意见非常具有建设性，帮助论文质量得到了显著提升。我们感受到审稿人持合作而非对立的态度，这一点给我们留下了深刻印象。

Photonics 期刊介绍

主编：Nelson Tansu, The University of Adelaide, Australia

期刊发表光学和光子学相关的基础理论和应用方面的学术文章，涵盖量子光学、微纳光学、光电子学、光谱学、集成光学、生物医学光子学、光子功能材料、激光器与激光光学、光纤光学与光通信、光传感、经典光学等方向。