全息技术“量子飞跃”或彻底改变成像技术
2021-03-30
电子产品可靠性与环境试验 2021年1期
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一种使用量子纠缠光子将信息编码为全息图的方法。 这种突破了传统全息方法局限性的新型量子全息术, 将允许创建更高分辨率、 更低噪声的图像, 帮助揭示更好的细胞细节, 进一步地了解生物学在细胞水平上的功能。
全息术作为打印在信用卡和护照上的安全图像而为人所知, 但其还有许多其他实际的应用,包括数据存储、 医学成像等。 经典全息术通过将激光束分成两条路径来创建三维物体的二维渲染。一束激光直接投射在感光底片上, 被称为参考光束; 另一束激光投射在物体上, 经物体反射或者透射, 就携带有物体的有关信息, 被称为物光束。物光束经过处理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创建的。 所谓相位, 是物光束和参考光束的波混合并相互干扰的量, 这一过程由光的“相干”属性实现。
格拉斯哥团队的新量子全息术同样使用了分成两路的激光束, 但与经典全息术不同的是, 激光束永远不会重合。 取而代之的是, 该过程利用了量子纠缠的独特特性(爱因斯坦的“远距离幽灵” 效应), 即使光束被永远分开, 它也可以收集那些构造全息图所需的相干信息。
研究人员首先通过特殊的非线性晶体发出蓝色激光, 该晶体将光束分成两路, 在此过程中产生纠缠的光子。 这些光子在行进方向和偏振方向上都纠缠在一起。……
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