中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團隊的史保森教授、周志遠(yuǎn)副教授課題組將高品質(zhì)偏振糾纏光源與經(jīng)典偏振成像技術(shù)相結(jié)合，在弱光場下實現(xiàn)了對周期性分布各向異性材料雙折射特性的觀測，并且展示了在同等光強環(huán)境下，該系統(tǒng)相較于經(jīng)典測量系統(tǒng)具備更高的探測準(zhǔn)確度及抗雜散光干擾能力。這項成果日前在線發(fā)表于《Npj 量子信息》。
偏振成像技術(shù)能夠捕捉材料中與偏振相關(guān)的特性，顯著增強傳統(tǒng)成像中難以區(qū)分的背景與目標(biāo)對比度，并能測量常規(guī)成像無法探測的光學(xué)常數(shù)、手性特征、應(yīng)力應(yīng)變分布等參數(shù)，其應(yīng)用范圍涵蓋基礎(chǔ)物理研究以及目標(biāo)識別、應(yīng)力檢測、生物醫(yī)學(xué)診斷和遙感等前沿領(lǐng)域。在偏振成像中引入量子光源照明為提高測量精度開辟了一條新的途徑，特別是在低照度領(lǐng)域，科研人員已在理論及實驗上證明特定的量子光源在同等光照強度下具備打破標(biāo)準(zhǔn)量子極限的能力，且糾纏光子源的非局域特性在遠(yuǎn)程操控領(lǐng)域同樣具有重要意義。到目前為止，量子成像工作的重點是精確測量被測樣品的外部形狀，與偏振相關(guān)的量子研究大多聚焦在對均勻材料的單點雙折射特性檢測，而將偏振成像與量子糾纏相結(jié)合的工作仍有待探索。
史保森、周志遠(yuǎn)等人長期從事基于非線性過程的非經(jīng)典量子光源的制備與應(yīng)用相關(guān)研究，目前已經(jīng)將量子光源應(yīng)用于量子超表面邊緣探測、偏振干涉儀中的光子干涉行為研究等工作中。在這項工作中，團隊將在偏振糾纏量子光源的制備與表征方面的優(yōu)勢引入到經(jīng)典光度式偏振檢測系統(tǒng)中，通過構(gòu)造控制端和測量端分離的雙路偏振檢測結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了量子橢偏成像系統(tǒng)的構(gòu)建。該工作選取具有周期性雙折射特性的各向異性材料作為樣品，以結(jié)構(gòu)相似性指數(shù)作為定量衡量成像品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，在光照強度逐漸減弱至百光子量級的低照明條件以及不同強度的雜散光擾動光源下，對量子及經(jīng)典偏振成像系統(tǒng)的結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量評估和比對，驗證了弱光條件下量子橢偏成像系統(tǒng)具備更高的測量準(zhǔn)確性以及更強的抗干擾特性。
此外，團隊利用糾纏光源所特有的非局域性展示了系統(tǒng)在遠(yuǎn)程操控入射偏振態(tài)方面的特性，該特性使得量子橢偏系統(tǒng)在檢測過程中對測量光路的干擾降到更低水準(zhǔn)，有利于探測結(jié)果的穩(wěn)定，并適用于一些不可達(dá)或易擾動的復(fù)雜探測環(huán)境。
研究人員介紹，該工作是量子糾纏與偏振成像相結(jié)合的一次有趣的嘗試。通過結(jié)合兩領(lǐng)域各自的優(yōu)勢，該系統(tǒng)有望在光敏薄膜材料的偏振特性檢測，無接觸、無創(chuàng)式生物醫(yī)學(xué)偏振成像，以及復(fù)雜天氣環(huán)境中的目標(biāo)識別等方向?qū)崿F(xiàn)潛在應(yīng)用。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41534-025-01014-z
本文鏈接：http://www.020gz.com.cn/news-8-3692-0.html中國科大實現(xiàn)量子橢圓偏振成像
聲明：本網(wǎng)頁內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)博主自發(fā)貢獻(xiàn)，不代表本站觀點，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任。天上不會到餡餅，請大家謹(jǐn)防詐騙！若有侵權(quán)等問題請及時與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時間刪除處理。
點擊右上角
微信好友
朋友圈
點擊瀏覽器下方“
”分享微信好友Safari瀏覽器請點擊“
”按鈕
點擊右上角
QQ
點擊瀏覽器下方“”分享QQ好友Safari瀏覽器請點擊“”按鈕
