《電子技術(shù)應(yīng)用》
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色強(qiáng)干涉術(shù)獲驗(yàn)證!高空間分辨率干涉測量技術(shù)進(jìn)入多波長時(shí)代

2021-09-22
來源:光電資訊
關(guān)鍵詞: 色強(qiáng)干涉 分辨率

  干涉儀廣泛應(yīng)用于各種高空間分辨率成像技術(shù),以擴(kuò)大衍射極限。然而,傳統(tǒng)的干涉測量方法,只有在光子具有相同波長時(shí)才有效。

  中國科學(xué)院中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)(USTC)的研究人員,用周期性極化鈮酸鋰波導(dǎo)(PPLN)搭建了一個(gè)彩色強(qiáng)度干涉儀,成功測量了兩個(gè)距離非常接近但波長不同的激光源。這項(xiàng)研究發(fā)表在《物理評論快報(bào)》(Physical Review Letters)上。

  2016年,諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Frank Wilczek和他的同事們在理論上提出,通過引入一種基于頻率轉(zhuǎn)換為強(qiáng)度干涉儀的顏色擦除探測器,不同波長的光子可以進(jìn)入探測器干涉并提取相位信息。這種新技術(shù)被命名為色強(qiáng)度干涉測量法(chromatic intensity interferometry)。

  隨后,潘建偉教授團(tuán)隊(duì)利用濟(jì)南量子技術(shù)研究所研制的PPLN波導(dǎo),構(gòu)建了單光子探測器。在此基礎(chǔ)上,他們在實(shí)驗(yàn)室中演示了強(qiáng)度干涉技術(shù)。

  為了驗(yàn)證色強(qiáng)干涉術(shù)的高空間分辨率成像,研究人員進(jìn)行了一系列的野外實(shí)驗(yàn)。他們利用兩個(gè)不同波長的泵浦激光器(分別為1063.6 nm和1064.4 nm)泵浦一對平行的PPLN波導(dǎo),實(shí)現(xiàn)了不能區(qū)分1063.6 nm和1064.4 nm光子的彩色擦除探測器。

  利用這兩個(gè)探測器,他們安裝了兩個(gè)望遠(yuǎn)鏡,來建造一個(gè)基線長度為80厘米的強(qiáng)度干涉儀。他們用望遠(yuǎn)鏡在1.43 km的距離上測量了兩個(gè)相距4.2 mm的激光源之間的距離,提出了一種相位擬合(phase fitting)的方法,來獲得兩個(gè)激光源之間的角距離。

  令人驚訝的是,該結(jié)果超過了單臺望遠(yuǎn)鏡的衍射極限約40倍,證明了色強(qiáng)干涉法具有更高的空間分辨率。

  未來,通過多波長設(shè)置,該技術(shù)有望將強(qiáng)度干涉術(shù)的應(yīng)用擴(kuò)展到天文觀測、空間遙感、空間碎片檢測等多個(gè)領(lǐng)域。




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