热光场高阶鬼成像中的多光子聚束效应

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gui_123456
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“鬼”成像(也称强度关联成像)最初只是人们在探索自发参量下转换产生的光子对的纠缠性质时中发现的一种奇特的非定域现象。不过,聪明的学者们很快就意识到其可以衍生出许多有希望的应用,例如量子光刻、量子全息和量子相干层析。重要的是,相对于传统的成像方法这些应用有着诸多优势,例如高分辨率、消色散等。近年来,基于经典光源的“鬼”成像的研究无疑是这个领域的焦点。尤其,无透镜“鬼”成像(包括衍射)方案的出现有力地推动了“鬼”成像向应用化的方向发展。   近年来,热光场的高阶空间相干性,引起了人们的广泛关注。这点在“鬼”成像领域尤为明显,它表现为人们对高阶干涉和高阶“鬼”成像问题的极大兴趣。早前,虽然有研究表明基于高阶关联测量实现的干涉会有可见度上的提高,但同时也有学者认为三阶“鬼”成像主要是源于二阶关联的贡献,其不能提高“鬼”成像的可见度。我们系统地研究了热光场的Ⅳ阶“鬼”成像的问题,重点分析了N光子聚束在高阶“鬼”成像中的作用。我们的研究发现:(1)所有参考探测器同步扫描相同的光场(即同步探测条件)是实现N阶“鬼”成像(或“鬼”衍射)的必要条件;(2)在同步探测条件下,Ⅳ阶鬼成像(或“鬼”衍射)的可见度将随测量阶数Ⅳ的增加而提高;(3)Ⅳ光子聚束是表征Ⅳ阶关联测量的量,它是导致高阶鬼成像可见度提高的因为。具体说,它是所有(N-1)阶光子聚束的贡献之和;(4)上述结论对于单色热光场和Ⅳ色热光场的鬼成像均成立;(5)对于N色热光的“鬼”成像,参考光波长的改变对“鬼”成像的可见度没有影响,但改变测试光路的波长对成像的可见度有明显影响,表现为可见度随测试光波波长的增加而提高。
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