El objetivo general del proyecto es desarrollar una termometría primaria óptica integrada mediante una combinación de diferentes enfoques con sensores optomecánicos. La termometría cuántica por debajo de 10 K proporcionará una referencia cuántica para la termometría de ruido óptico (que opera en el rango de 4 K a 300 K), mientras que con sensores fotónicos de alta resolución (resonador en anillo) el rango de temperatura se ampliará de 80 K a 500 K.
1. Desarrollar termometría óptica de ruido de 4 K a 300 K con una incertidumbre de temperatura objetivo de 0,1 K, utilizando sensores optomecánicos 1D (nanobeams) o 2D (membranas), y probar la termometría cuántica por debajo de 10 K, con el fin de proporcionar una referencia cuántica para la termometría de ruido.
2. Ampliar el rango de la termometría fotónica de 8 K a 500 K, basándose en circuitos integrados fotónicos pasivos y activos de micro y nanoresonadores. Diseñar, simular, fabricar y caracterizar (térmica y ópticamente) los sensores basados en chips fotónicos sin encapsular, con un factor Q objetivo de 107.
3. Desarrollar un encapsulado integrado (por debajo de cm³) para sensores optomecánicos y fotónicos y desarrollar un acoplamiento robusto entre la fibra y el chip en el rango de temperaturas de 4 K a 500 K, investigando diferentes tecnologías para el acoplamiento directo de la fibra (soldadura láser, pegado, soporte mecánico) con el fin de minimizar la pérdida óptica y lograr efectos de deformación insignificantes en este rango de temperaturas.
4. Validar los sensores optomecánicos primarios fabricados y calibrar los sensores de interpolación trazables a la escala internacional de temperatura (ITS-90). Evaluar los balances de incertidumbre correspondientes para los sensores optomecánicos y fotónicos en sus respectivos rangos de funcionamiento y demostrar la aplicación de los sensores fotónicos calibrados en aplicaciones cuánticas relevantes, como la monitorización de trampas de iones y un patrón de presión basado en la cuántica.
5. Facilitar la adopción de la tecnología y la infraestructura desarrolladas en el proyecto por parte de la industria metrológica, laboratorios acreditados, fabricantes de instrumentos, organizaciones de investigación, organizaciones de normalización y usuarios finales.
El CEM participa en los objetivos 2, 4 y 5. En el objetivo 2 el CEM ha adaptado su sistema de medida de sensores fotónicos en free space para subir hasta 120 °C. En el objetivo 4, el CEM calibrará con trazabilidad a la EIT-90 los sensores fotónicos encapsulados en el rango del Ar al Ga. El CEM es el líder del paquete de trabajo del objetivo 5, impacto.
