全息技能“量子奔驰”或彻底改变成像技能

  科技日报北京2月9日电 (记者冯卫东)据最新一期《自然·物理学》报道,英国格拉斯哥大学的物理学家首次找到操作量子胶葛光子来将信息编码为全息图的方式。这一冲破了传统全息方式范畴性的新型量子全息术,将答应建设更高判别率、更低噪声的图像,副手展现更好的细胞细节,进一步相识生物学在细胞水平上的成就。

  全息术作为打印在信用卡和护照上的宁静图像而为人所知,但其尚有很多其他实际应用,包含数据存储、医学成像等。经典全息术通过将激光束分成两条路径来建设三维物体的二维渲染。一束激光直接投射在感光底片上,称为参考光束;另一束激光投射在物体上,经物体反射可能透射,就携带有物体的有关信息,冠群资讯,称为物光束。物光束颠末处理惩罚处罚也投射在感光底片的同一区域上。

  全息图是通过测量两束光在相交处的相位差来建设的。相位是物光束和参考光束的波混归并相互干扰的量,这一进程由光的“相干”属性实现。

  格拉斯哥团队的新量子全息术同样操作了分成两路的激光束,但与经典全息术差此外是,激光束永远不会重合。取而代之的是,该进程操纵了量子胶葛的独特特性(爱因斯坦的“远间隔鬼魂”效应),纵然光束被永远离开,它也可以收集布局全息图所需的相干信息。

  研究人员首先通过不凡的非线性晶体发出蓝色激光,该晶体将光束分成两路,在此进程中产生胶葛的光子。这些光子在行进方向和偏振方向上都胶葛在一起。

  然后,两条胶葛的光子流沿着差此外路径发送。一束光子流(相当于经典全息术中的物光束)用于通过测量光子通过期的减速来探测目标物体的厚度和偏振响应。光的波形在穿过物体时会发生差别程度的偏移,从而改变了光的相位。

  同时,相当于参考光束的另一束胶葛光子流撞击一个空间光调制器。空间光调制器是一种可部分减慢通过它们的光速的光学设备。一旦光子通过了调制器,与探测目标物体的胶葛光子流比拟,其相位就有了差别。

  在标准全息术中,两条路径之后将互相叠加,并且它们之间的相位干扰程度将用于在相机上生成全息图。而在研究人员团队的新型量子全息术中,最引人注方针是光子穿过各自的目标后再也不会相互重叠。相反,因为光子被胶葛,所以每个光子分别经验的相移会同时由两者共享。

  干扰现象会在远端发生,全息图将通过操作单独的百万像素数码相机测量胶葛的光子位置之间的相关性来得到。实验显示,相图既可从诸如在液晶显示器上编程的字母“UofG”之类的人造物体重构而来,也可从诸如透明胶带、显微镜载玻片上的硅油滴和鸟羽之类的真实物体中重构而来。

  研究人员体现,新研究摆脱了经典相干的范畴,将全息术带入了量子规模。操作胶葛光子提供了建设更清晰、更丰硕的全息图的新方式,这为该技能的实际应用开发了新的大概性。

相关推荐
新闻聚焦
猜你喜欢
热门推荐
返回列表