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滨松科研级相机量子领域应用案例:量子关联成像
来源: | 作者:topphotonics | 发布时间: 2022-08-10 | 34 次浏览 | 分享到:

光学成像和我们的日常生活密不可分。传统的光学成像方式一般是利用光场的一阶关联来获得物体的信息,比如显微镜、望远镜以及我们的手机等。近年来,量子技术和成像技术的结合催生了一个新的交叉学科—量子成像,又称为关联成像,它是利用光场的高阶关联来获取目标物体的空间或相位信息。以下是滨松产品在量子关联成像中的应用案例。

案例:经典关联成像

关键词:弱光信号

拍摄条件:暗室环境、1 s曝光时间

作为模拟实验,在暗室环境,用1064 nm的激光打在被测物体表面形成漫反射,激光在衰减片的作用下,得到了非常弱的光信号,来模拟远距离目标成像场景。每个衰减片为8倍左右衰减,分别加1-3 pcs衰减片得到的测试效果如图。实验结果在暗室环境下成像比较清晰,可满足于经典光源的关联成像,另外可以证明滨松的Quest qCMOS相机适合长时间曝光采集。

案例:量子关联成像

关键词:单光子信号

对370 nm的弱光源信号进行成像,经图像处理,对本底进行了拟合,提取出标准差。在极弱光情况下,qCMOS相机在信噪比方面表现优异,并在分辨率和帧速上占优势。

经过qCMOS和EMCCD的拍摄对比,两者各有优势。qCMOS在像素计数值均匀性,帧速,分辨率上有优势。当入射信号光子数超过界限值以后,EMCCD的信噪比优势也将会被qCMOS赶超。

案例:量子关联成像

关键词:纠缠光子对,单光子探测

拍摄条件:300 ms曝光时间,bin1x1

激光通过BBO晶体之后产生纠缠光子对,相机和单光子探测器联用,进行关联成像,测试ICCD和qCMOS相机在相同条件下的成像质量对比。下图是装置示意图:

将ICCD的增益调到2000,300 ms的曝光时间下,成像效果如下图。可以明显看出qCMOS的成像质量要优于ICCD。

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