鬼成像系统国内外研究现状
时间:2018-03-03 22:35 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 1994年，P.H.Souto Ribeiro [1]小组用100mW的氩离子激光器泵浦LiIO3晶体产生了纠缠光子对，首次以符合测量的方式观察到非相干杨氏双缝干涉条纹,通过符合测量得到双缝干涉图样，并且发现可以通过调整光阑的大小来控制干涉条纹对比度。1995年，史砚华[2]小组也通过参量下转换过程获得纠缠源，并观察到双光子纠缠源的量子几何成像和量子干涉现象。史砚华小组所采用的鬼成像实验:激光泵浦非线性BBO晶体 (偏硼酸钡),发生简并II型自发参量下转光子按一定概率分裂成一对极化方向互相垂直的纠缠光子对。光子对经极化分束器后,分为测试光路和参考光路，其中通过含有物体的测试光路,被探测器D1接收；另一束未通过待测物体的参考光路,由探测器D2接收。固定探测器D1,当探测器D2在某一特殊位置(像平面)作光束横向平面的逐点扫描时,两个探测器的符合计数恰好是待测物体的像。单个探测器(D1或D2)的强度分布是均匀的,但利用符合测量,对不含物体的光路的横向平面作逐点探测却得到了另一个光路中物体的像,最初使人感到难以理解,这也是鬼成像得名的原因。2001年,波斯顿大学一个小组首先发表评论:产生量子成像的前提条件是纠缠,经典光不能模拟这种现象。但是仅仅过了一年,经典光源的量子成像就被罗切斯特大学的Bennink等实现了,他们使用的是脉冲激光。Bennink等人的实验成功引起了利用经典光(主要指热光源)模拟鬼成像的兴趣.使用热光场的意义在于,它是自然界中最常见也是最容易获得的光源,理所当然地被人们视为纠缠光源的理想替代品。并且目前技术产生的纠缠光强度极弱,这会限制其在实际应用中的发展。2003年，A.Gatti[3]等讨论了纠缠源量子成像中的波粒二象性问题。他们发现，在粒子数由少变多的过程中，量子成像的结果与波粒二象性的特点都没有变化，只不过关联计算的方法不同。2004年,罗切斯特大学的Boyd小组提出利用激光照射毛玻璃形成赝热光源完成鬼成像的方案[4]，2005年意大利Gatti团队从实验上完成了基于赝热光源的鬼成像实验[5]。由于赝热光源比纠缠光源更加易于获得，基于赝热光源的鬼成像成为研究热点[6-9]。2008年，Shapiro提出计算式单臂鬼成像，革命性的将鬼成像系统参考光一路省去[10]，大大提高了鬼成像系统的实用性。2001年,史砚华小组发现了另一个奇特的现象,当鬼干涉实验装置的两个探测器做反向同速探测时,利用波长λ的纠缠光得到的鬼干涉条纹与波长为λ/2的光源产生的普通鬼干涉条纹(或经典的干涉条纹)相同。由于波长λ的光产生出对应于λ/2的干涉图,这一现象被称为亚波长干涉。精细的条纹可用于光刻技术,而这一方法又是采用量子纠缠光源获得的,因此又称为量子光刻。2005年,北京师范大学的汪凯戈小组首次观察到了赝热光的亚波长干涉现象。同年,吴令安小组也观测到了真热光(铷灯)的亚波长干涉现象。尽管最初的鬼成像实验都需要借助成像透镜,但这并不意没有透镜就不能产生鬼成像。2006年,史砚华小组首次实现了无透镜的鬼成像，由于成像方案中无需透镜的帮助,使其可能的光源波段从可见光延伸到非可见光波段,例如X射线。随着基于纠缠光源的量子成像研究日渐成熟，最近几年相关研究工作有基于轨道角动量的量子成像、纠缠光源量子成像分辨率分析、多光子纠缠光源量子成像理论计算、量子成像过程中量子噪声分析等。2010年，G Brida 小组提出并实现基于纠缠双光子源量子成像架构的亚散粒噪声量子成像方案，从而实现亚散粒噪声的高信噪比的成像方法。2011年，北京师范大学汪凯歌小组实现量子干涉架构下的量子Talbot效应。该实验利用飞秒脉冲激光器泵浦BBO晶体，经自发参量下的转换过程获得纠缠光子对。19125 对于纠缠光源来说，目前所能做到的光源强度较弱，但随着单光子操控技术的不断成熟，纠缠光源的量子成像必将有用武之地。另外，随着基于赝热光场量子成像的实现及其在实际生活中的巨大应用背景，大量的研究工作集中到经典热光源的强度关联成像。 (责任编辑：qin) |