КВАНТОВЫЕ ПРИНЦИПЫ В ВОЛОКОННОЙ СЕНСОРИКЕ

<jats:p>В статье представлен обзор квантовых принципов и физических эффектов, перспективных для развития волоконно-оптической сенсорики. Показано, что дальнейшее повышение чувствительности и информативности волоконных датчиков связано с переходом от классических методов регистрации к использованию квантовой когерентности, квантовых корреляций, одиночных фотонов, сжатых состояний света и квантовых материалов. Рассмотрены основные подходы квантового зондирования, особенности квантовых источников света, а также возможности применения углеродных наноалмазов с NV-центрами, фотонных кристаллов, квантовых точек и плазмонных структур в волоконных сенсорных системах. Отдельное внимание уделено использованию рамановского, бриллюэновского и рэлеевского рассеяния в распределённых измерениях температуры, деформации и других физических параметров. Показано, что интеграция квантовых эффектов в архитектуру волоконно-оптических датчиков открывает путь к созданию сенсорных систем нового поколения, обладающих повышенной чувствительностью, высоким пространственным разрешением и расширенными функциональными возможностями. Сделан вывод о значительном потенциале квантовых подходов для дальнейшего развития волоконной сенсорики и их перспективности для практических применений в науке, технике и биомедицине.</jats:p> <jats:p>This review examines quantum principles and physical effects that are shaping the emerging field of fiber-optic quantum sensing. Continued progress in the sensitivity, resolution, and functional capabilities of fiber-optic sensors is increasingly linked to a shift from conventional interrogation methods toward approaches exploiting quantum coherence, quantum correlations, single-photon states, squeezed light, and quantum-engineered materials. The paper discusses the foundations of quantum sensing, the properties of quantum light sources, and the prospects for integrating carbon nanodiamonds with NV centers, photonic crystals, quantum dots, and plasmonic structures into fiber-optic sensor platforms. Particular emphasis is placed on Raman, Brillouin, and Rayleigh scattering as key mechanisms for distributed measurements of temperature, strain, and related physical quantities. It is shown that the incorporation of quantum effects into fiber-optic sensing architectures may enable next-generation sensor systems combining enhanced sensitivity, high spatial resolution, and extended functionality. Overall, quantum approaches represent a promising direction for the further development of fiber-optic sensing in scientific, engineering, and biomedical applications.</jats:p>