中國科大完成基于顏色擦除強(qiáng)度干涉的高空間分辨成像

發(fā)布:cyqdesign 2021-09-05 22:45 閱讀:2276
9月3日,中國科大潘建偉、張強(qiáng)等與美國麻省理工學(xué)院Frank Wilczek合作,利用濟(jì)南量子技術(shù)研究院研制的周期極化鈮酸鋰波導(dǎo),搭建顏色擦除強(qiáng)度干涉儀,成功分辨出1.43km距離外相距4.2mm的兩個不同波長(1063.6nm和1064.4 nm)光源,以超過單望遠(yuǎn)鏡衍射極限40倍的結(jié)果驗證了顏色擦除強(qiáng)度干涉技術(shù)(chromatic intensity Interferometry)具備高空間分辨成像能力,拓展了強(qiáng)度干涉技術(shù)的應(yīng)用范圍,有望被應(yīng)用于天文觀測、空間遙感和空間碎片探測等領(lǐng)域,相關(guān)成果發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》上。 U4*5o~!=S  
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實驗系統(tǒng)示意圖
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干涉儀被廣泛用于各種高空間分辨成像技術(shù)中,以突破單鏡片有限孔徑下的分辨率極限(衍射極限)。上世紀(jì)50年代,英國科學(xué)家Robert Hanbury Brown和Richard Quintin Twiss共同發(fā)現(xiàn)了以他們名字命名的Hanbury Brown and Twiss效應(yīng)(簡稱HBT效應(yīng)),并提出了利用該效應(yīng)的強(qiáng)度干涉技術(shù)。1956年,他們搭建強(qiáng)度干涉儀成功測出了天狼星的直徑,成為了該技術(shù)一個經(jīng)典的應(yīng)用案例。不過這種傳統(tǒng)的強(qiáng)度干涉方案要求進(jìn)入探測器光子全部具有相同的波長,限制了其應(yīng)用范圍。2016年,美國物理學(xué)家,諾貝爾獎獲得者Frank Wilczek和其同事在理論上提出,將基于頻率轉(zhuǎn)換原理的顏色擦除探測器引入強(qiáng)度干涉儀,可以使得進(jìn)入探測器的不同波長光子也發(fā)生干涉并提取出相位信息。他們將這種新技術(shù)命名為顏色擦除強(qiáng)度干涉技術(shù)(chromatic intensity Interferometry)。隨后,潘建偉小組利用濟(jì)南量子院自主研制的周期極化鈮酸鋰波導(dǎo)首次搭建了顏色擦除單光子探測,并基于此在實驗室內(nèi)原理演示了強(qiáng)度干涉技術(shù)(Phys. Rev. Lett. 123, 243601 (2019),Opt. Express 28, 32294 (2000))。 !F{