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新型干涉仪有助于测量不同波长的近距离激光源

干涉仪在几种高空间分辨率成像方法中得到广泛使用,以实现更高的衍射极限。然而,传统的干涉技术只有在光子的波长相同时才起作用。

新型干涉仪有助于测量不同波长的激光源。
色强度干涉仪的方案。图片来源:Lu-Chuan Liu 等人。

一群科学家来自 中国科学技术大学 中国科学院 (USTC) 开发了一种基于周期性极化铌酸锂波导 (PPLN) 的色度强度干涉仪,并成功量化了两个不同波长的非常接近的激光源。该研究已发表在 物理评论快报.

诺贝尔奖获得者 Frank Wilczek 及其合作者在 2016 年理论上提出,通过引入颜色擦除检测器,不同波长的光子可以穿透检测器干涉并提取相位信息,该检测器基于频率转换为强度干涉仪.这种新方法后来被称为色强度干涉测量法。

随后,潘建伟教授团队开发出采用济南量子技术研究所建造的PPLN波导的单光子探测器。使用它,他们在实验室中展示了强度干涉技术(物理。牧师莱特。 123、243601(2019); 选择。表达 28, 32294 (2020)).

研究人员通过进行一系列现场实验,验证了色强度干涉测量的高空间分辨率成像。他们使用两个不同波长(分别为 1063.6 和 1064.4 nm)的泵浦激光器来泵浦一对平行的 PPLN 波导,并意识到颜色擦除检测器无法区分 1063.6 和 1064.4 nm 的光子。

使用这两个探测器,他们安装了两个望远镜来创建一个基线长度为 80 厘米的强度干涉仪。他们用望远镜在 1.43 公里的距离处测量了两个相距 4.2 毫米的激光源之间的距离,并提出了一种相位拟合技术来推导出两个激光源之间的角距离。

令人着迷的是,结果超出了单个望远镜的衍射极限近 40 倍,这表明色强度干涉测量具有更高的空间分辨率。

使用多波长设置,这种方法增加了强度干涉测量在空间遥感、空间碎片检测和天文观测等各个领域的应用。

期刊参考:

刘,L.-C., . (2021) 通过色强度干涉测量法提高空间分辨率。 物理评论快报. doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.103601.

来源: //en.ustc.edu.cn/

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