鬼成像技术应用物理21许达2120903018.PPT

鬼成像技术 “鬼”成像又叫关联成像 一、经典成像 经典成像最初被看为一种几何光学成像，它是先于光的电磁波理论发展起来的。物平面和像平面的点对点的成像方式可以用几何光学的理论解释，即光源可以看作是由许多束光线组成的，经典成像是这些光线经过不同路径传播相干叠加的结果。 经典成像是对物体的一阶光强分布测量，探测器需要对准成像物体，它的成像受瑞利衍射极限的限制和周围环境的影响，假如在云雾遮蔽的天气我们使用传统的探测器则很难获取物体的图像，因此，经典成像的种种弊端催生一种新的成像方式的诞生，以弥补其经典成像的不足。 二、鬼成像 鬼成像的研究背景： 20世纪以来，量子力学 如雨后春笋般蓬勃发展起来，随着研究的深入，量子计算，量子通信，量子密码术，量子隐形传态，量子成像等分支领域开始出现，其中的量子成像以关联成像为代表，它是一种不同于经典成像的新型的成像方式。 相比于传统的经典成像是基于光场的强度分布的测量，关联成像是基于光场强度的关联测量，其奇特之处在于成像的“非定域性”，即如果把物体放在一个光路上，通过符合测量，可以使物体的像呈现在另一个光路上。而在经典成像中，物体和它的像只能出现在同一个光路中。 激光光斑直径为2mm，波长为351.1nm的氩离子激光器泵浦II型的BBO晶体，产生一对正交偏振 的光子对，光子对从晶体出射是共线的，并且满足，波长都是702.2nm，称为信号光和闲置光，经过偏振分束片后，光路分为两路，其中信号光经过透镜照射到物体上，被探测器收集（位于焦距为25mm的透镜焦点上，实现桶探测），闲置光经过一段距离的自由传播后被探测器进行空间逐点扫描探测，两路探测器连接到符合线路经过符合测量，通过记录以闲置光光纤探头位置为变量的符合计数率，最终获得物体的图像。尽管信号光和闲置光单路的符合计数率为常数，也就是说对任何单路光强度的测量均不能得到有关物体的信息，但是将两路探测器连接到符合线路进行符合测量，得到了物体的空间分布信息。 实验模拟 由于符合测量中的空间分辨部分是在没有物体的参考光路中进行的，而对有物体的信号光路只执行桶探测，这些性质难以由传统的光学成像理论解释，因此被称为“鬼”成像。鬼成像是通过多光子的符合测量或光电流的关联测量获取物体图像信息的新型成像方式。它不同于经典成像。经典成像是探测光场的一阶关联，利用探测器直接记录光强和相位分布信息；鬼成像是对光场强度的二阶关联或者高阶关联进行测量，需要两个或者多个探测器测量，对准物体的探测器不做空间分辨，实现分辨的探测器可以与物体分离，使得人们在两个独立空间传递其中一个空间物体的信息成为可能。 优点 如果遇到恶劣环境，经典成像的光场就会受到扰乱，探测器不能获取物体的图像，但是鬼成像，由于其对准物体光场的探测器不做空间分辨，因此即使遇到扰乱，经过符合也能获得物体的图像。所以鬼成像的抗干扰能力得到许多量子物理学家的青睐。 经典热光鬼成像＆计算鬼成像 应用物理21班 许达 thx !