我们利用光纤微腔发展兼具高带宽与高效率的离子—光子量子接口。高效率提高每次远程纠缠尝试获得可用光子的概率，高带宽则为快速光子输出提供条件；两者共同决定网络节点的通信能力。围绕这一目标，我们将微腔光学设计、自主光纤腔制备与离子阱集成结合，构建面向量子网络的 Ba⁺ 离子节点。
兼顾效率与带宽的微腔接口
光纤法布里–珀罗微腔的短腔长和小模体积能够提高离子—腔耦合，使腔在适当增大线宽、加快光子输出的同时，保持有用的 Purcell 增强。我们据此协同优化腔模体积、镜面透射率与光纤耦合，把离子发射导向特定光学模式，再有效输出到光纤中。JUSTC（2023）的节点设计进一步将光子提取、囚禁势和机械稳定性纳入同一框架，建立了兼顾高效率与高带宽的系统方案。
离子与两面光纤腔镜之间的光场相互作用，腔模为离子发射与光纤通道建立连接。
自主光纤腔制备与模式匹配
微腔性能取决于腔镜形貌与光纤模式的匹配。我们发展了 CO₂ 激光加工光纤端面凹镜的方法，并研制面向 Yb⁺ 离子荧光波段的紫外光纤腔（Chinese Physics Letters，2017）。此后提出电弧放电加工光子晶体光纤端面的方法（Optics Express，2024），获得大口径、低粗糙度且与纤芯对准的凹面，为不同几何参数的开放式微腔提供制备手段。
为减少腔模与传输光纤之间的损耗，我们还发展了紫外光纤热扩芯技术（Chinese Optics Letters，2019），在保持基模传输的同时扩大光纤模场。这些工作使腔镜加工、腔场约束与输出耦合能够围绕同一接口目标设计。
从微腔器件到离子网络节点
腔镜靠近离子可以增强耦合，也带来介质表面充电和电场噪声。我们发展了金属屏蔽光纤腔镜，在光纤侧面与端面外围覆盖金属层，保留中央光学孔径。这一结构兼顾光学传输与电学屏蔽，并使腔镜能够兼作囚禁电极，将微腔加工与离子阱设计直接结合。
我们据此构建了集成光纤腔的针状离子阱，实现腔内单离子稳定囚禁；相较无屏蔽结构，实测加热率降低了一个数量级以上。Quantum Science and Technology（2026）报道的这项工作，为离子靠近微纳光学器件时抑制运动加热提供了实用方案。
光纤腔镜之间的单个 Ba⁺ 离子荧光像。标尺为 50 μm。
持续产生可用光子，还需要微腔保持共振并具备灵活调谐能力。我们将被动隔振与主动腔长锁定结合，发展了稳定、可快速调谐的光纤微腔系统（Chinese Optics Letters，2025），为接口的长时间运行提供频率控制基础。
我们还利用腔发射的空间依赖和二阶关联，实现了两种腔辅助单离子测温方法（Physical Review Applied，2025），用于运动诊断与冷却优化。从微腔制备、光纤输出到低加热囚禁和稳定腔控，这些技术共同支撑高带宽、高效率接口的实现，并为远程离子纠缠与模块化量子网络提供基础。