《量子與經典關聯全息成像研究》是依託北京師範大學，由熊俊擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：量子與經典關聯全息成像研究
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：熊俊
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鬼成像技術與傳統的光學成像原理完全不同，它利用光場的漲落特性並通過關聯測量來獲取物體的信息。鬼成像技術容易獲得被成像物體的振幅信息，可是一般情況下成像套用需要同時了解物體的振幅和位相信息，進而對物體進行三維成像，這對鬼成像技術而言是一個巨大的挑戰。本項目擬圍繞量子與經典關聯全息成像進行深入和系統的研究，具體包括：首先以數字光投影儀結構化調製光為光源，採用單像素探測手段和關聯測量方法，分析光源光強分布的正交性和探測系統量化噪聲對鬼像質量的影響；探索多波長並行鬼成像方案並研究運動物體的三維鬼成像技術；然後實驗上研究熱光關聯全息以及基於非接觸探測的量子全息成像技術。運動物體的多波長並行鬼成像技術和關聯全息成像技術可以為鬼成像技術的實用化，如遙感、單像素相機和新型全息成像技術提供理論和技術支持。
結題摘要
在過去的20餘年中，量子成像一直是量子光學界感興趣的課題。從最初被認為是量子幽靈的表現，到現在可在單光子和多光子任意情形下實現，除了科學上的好奇，量子成像能夠提供一種新型的非定域成像模式，這種模式可能提供傳統成像方法無法匹敵的性能屬性。本項目在國家自然科學基金的支持下開展了量子糾纏光源和熱光源的雙光子關聯成像、干涉和全息的深入研究以及其他相關研究，這些研究涉及糾纏或關聯光子對的非定域特性和量子力學的基本問題，更新了經典光學現象的傳統觀念，也為開拓新的光信息技術和套用提供了可能。在項目執行期間, 我們開展和完成的主要研究成果有：提出了條件鬼成像中正負鬼成像的機率理論，並從理論和實驗兩方面詳細分析了這些正負鬼成像的可見度和襯噪比，驗證了在桶信號極度衰減的情況下仍能保持圖像質量；在實驗上實現了量子糾纏光源的非簡併雙光子楊氏雙縫干涉和熱光雙光子干涉；在實驗上用雙光子糾纏源實現了量子亞瑞利超分辨成像；將光學參量信號放大技術引入熱光關聯成像中，完成了光參量增強的熱光鬼成像；利用多波長復用技術提高鬼成像的信噪比。我們還開展了熱光鬼成像質量影響因素研究和熱光鬼成像中對比度與解析度關係的普遍證明等基本問題的研究，為正確理解熱光關聯效應及其套用提供了依據。最後我們還進行了其他研究，如在理論上研究了光晶格中超冷量子氣體局域化特性，提出了量子保密通訊容量增強與量子信道糾纏純化的理論方案等。
