(1) 基于光学微腔的高灵敏传感器
回音壁模式光学微腔具有极高的品质因子与较小的模式体积，可以极大增强光与物质相互作用。我们利用高品质因子光学微腔来实现高灵敏超声波传感器，来实现小型化、高灵敏、片上集成、能够在液体环境中工作的超声波传感器，进而应用于医学或水声探测等领域。此外，通过将磁致伸缩材料与光学微腔结合，来实现高灵敏磁力仪。
(2) 基于光学微腔的非线性光学器件
利用微腔中光与声子的相互作用实现了片上集成的超窄线宽布里渊激光器，有望应用于精密测量等领域。利用微腔中的四波混频效应实现了微型化、可集成的光学频率梳，有望在光学原子钟、精密光谱、精密测距、天文光谱校准、通信等方面发挥重要作用。
(3) 小型低成本单像素成像技术
从颠覆性角度研究单像素成像技术结合算力后的性能提升和应用方式创新，实现仪器设备在特定维度的智能化、小型化，研制原理样机并进行典型场景验证，推动单像素成像技术从科学创新到应用技术转化的过程。
(4) 智能计算光谱成像技术
计算光谱技术利用超表面、微纳器件对光场在时空维和光谱维进行编码，瞄准便携式，可穿戴式以及机载、星载平台等应用场景，开展光谱成像技术的研发，提出科学问题，研制相关设备。
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