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利用经典光与非经典光研究生物光子结构中的线性和非线性光学效应
摘要: 在这篇观点文章中,我们回顾了采用经典与非线性光学手段对不同生物光子几何结构及生物体系的研究,特别着重阐释这些形态特征与现代生物医学研究的关联。此外,还重点阐述了非线性光学研究在超越传统细胞成像的生物研究领域中的重要意义。最后,我们简要介绍了非经典光的概念,并展望了量子光学研究在生物学中的新前景,揭示了量子领域与生物研究之间的联系。
关键词: 线性与非线性光谱学、非经典光、压缩光、光学、鬼成像、生物光子学、荧光光谱学
更新于2025-09-23 15:21:01
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XUV自由电子激光的鬼成像
摘要: 我们在此展示了一项在极紫外自由电子激光(FEL)上完成的经典鬼成像实验。为在FEL光源上进行此类实验,每个X射线脉冲都通过一个移动的漫射器传输,从而产生非相关的散斑光束。随后通过引入透射光栅形式的波束分束器,将该光束分成两个完全相同的分支。其中一个分支放置了样品。我们证明了在从未与样品发生相互作用的光束中形成图像(本例中为双条图案)的可能性。通过这项实验,我们将量子光学方法推广到了FEL研究领域。
关键词: XUV自由电子激光、散斑图案、量子光学、鬼成像、透射光栅
更新于2025-09-23 15:19:57
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掺铒光纤放大器发射的经典关联放大自发辐射光子鬼光谱学
摘要: 我们展示了掺铒光纤放大器(EDFA)在1530纳米波段附近发射的经典宽带放大自发辐射(ASE)光子的波长-波长相关性。随后将这些经典关联光子应用于1533纳米波长的实际鬼光谱实验中,对乙炔(C2H2)进行检测,成功复现了C-H伸缩振动和转动谱带的特征吸收特性。这项原理验证实验证实了ASE光源概念的普适性,为经典鬼光谱提供了一种具有吸引力的光源方案。预计通过利用经典关联光子,该技术将推动鬼成像模式方案在化学、物理及工程领域的进一步应用推广。
关键词: 光谱相关性、量子光学、相干性、关联光子、掺铒光纤放大器、光子关联模式、鬼成像、放大自发辐射(ASE)、光谱学、鬼光谱、鬼模式
更新于2025-09-22 18:29:46
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[IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑 (2019.6.23-2019.6.27)] 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 波长转换时间鬼成像
摘要: 鬼成像是一种非直接测量技术,它利用多个探测图案与物体透射(或反射)后测得的积分信号之间的相关性。[1] 该技术的分辨率由探测图案波动的特征长度尺度及/或对其的测量分辨率决定。鬼成像最初在空间域中得到验证,用于重建真实物理物体的图像,最近已被扩展到时域,以测量电信波长下的超快信号[2]。在这项工作中,我们实验性地展示了时域中的超快鬼成像,其中相关强度具有完全不同的波长。这种波长转换的时域鬼成像方案充分利用了鬼成像的优势,为在缺乏灵敏和/或快速探测器的光谱区域(特别是中红外或太赫兹范围)进行超快成像开辟了新的可能性。
关键词: 时间域、中红外、超快成像、鬼成像、波长转换、太赫兹范围
更新于2025-09-12 10:27:22
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纠缠鬼成像中的时空分辨率
摘要: 我们证明,当单光子探测器的积分时间超过双光子关联时间时,由II类自发参量下转换产生的纠缠信号-闲置光子对在鬼成像中可达到的空间分辨率受限于单频信号-闲置光子对的角展宽。然而,若探测器积分时间短于双光子关联时间,不同光谱分量的横向k矢量将在图像中相干叠加,从而提升空间分辨率。
关键词: 鬼成像、自发参量下转换、纠缠光子、非经典关联、单光子、相位匹配
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于正交频分复用的单次时间鬼成像
摘要: 时域鬼成像(TGI)是一种新型信号重建技术,但多次测量要求限制了其在周期信号检测中的应用。本文提出一种基于正交频分复用(OFDM)的单次时域鬼成像方法,可高时间分辨率重建时变信号。通过将预编程的基于哈达玛矩阵的时域图案编码至OFDM信号子载波,我们实验获得了三种信号的时间分辨率高达22.5纳秒的鬼成像。此外,采用预失真技术消除光纤色散对哈达玛矩阵正交性的破坏,仿真实现了时间分辨率3.2纳秒的高质量TGI。该方案凭借高时间分辨率与成像质量,可应用于实时信号检测。
关键词: 鬼成像、光学信号检测、时间成像、频分复用
更新于2025-09-09 09:28:46
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热光条件下平均鬼成像的概率理论
摘要: 在热光鬼成像(GITL)中,桶信号作为模拟信号,在图像重建算法中起到权重作用。然而,近期两个研究组提出的条件平均鬼成像方法[《应用物理快报》100卷131114页(2012);《中国物理快报》29卷074216页(2012)]似乎完全忽略了多样的桶信号。即便如此,仅通过平均部分参考信号仍能获得正负鬼像。为理解该效应,需确定随机桶信号与参考信号间的统计关系。本文将热光强度视为随机变量,运用概率论推导出桶信号与参考信号的联合概率密度函数。通过集合平均参考信号与桶信号两个逻辑量的乘积,形成正负图像。我们从理论与实验两方面详细分析了条件平均鬼成像中这些图像的可见度与对比噪声比。应用方面,我们进行了远程条件平均鬼成像实验,证实当桶信号极度衰减时仍能保持成像质量。本方法适用于已知光源特定统计特性的任何鬼成像场景。
关键词: 鬼成像、可见度、条件平均、概率论、热光、对比度噪声比
更新于2025-09-09 09:28:46
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鬼偏振测量:对偏振敏感物体的鬼成像
摘要: 我们提出了一种称为"幽灵偏振测量"的新方法。该方法将鬼成像原理推广至能改变入射光偏振态的偏振敏感物体。我们的理论模型将物体视为琼斯矩阵,通过该矩阵元素即可获取物体的偏振特性信息。研究表明:通过关联物臂与两个参考臂(分别记录正交偏振信号)的电流互相关函数,可建立琼斯矩阵元素间的联系。实验证明该方法能获取偏振鬼成像图,从而识别物体的偏振结构。同时指出实施该技术需采用具有高斯统计特性的非偏振非相干光照明。我们认为将鬼成像原理拓展至偏振敏感物体,将增强现有偏振测量与椭圆偏振技术的诊断能力。
关键词: 鬼成像、偏振测量、热光
更新于2025-09-04 15:30:14