用于量子成像应用的简并与非简并SPDC块状非线性晶体中的纠缠认证

利用纠缠光子对进行量子成像有望突破经典极限,但相位匹配、非线性晶体特性及泵浦光尺寸共同制约着其终极空间分辨率。该研究团队建立了统一模型,将上述因素与近场/远场平面上观测到的横向关联性相关联,对简并/非简并Ⅰ型自发参量下转换过程进行等效处理。通过将晶体长度、泵浦光束腰及频谱滤波明确纳入双光子振幅模型,研究表明窄带信号滤波会影响频率-角度混合效应。该方法能最小化条件位置不确定性(尤其针对非简并下转换场景),在保持成像所需多模结构的同时提升空间分辨率。团队还分析了块状晶体中的双折射离散效应,证明其导致的表观纠缠退化(如横向反关联减弱、里德积膨胀)可通过频域非简并补偿和离散感知重构来校正,从而恢复正确的关联脊结构并增强纠缠强度。该框架提供了将滤波器带宽、晶体长度和泵浦光腰斑与可实现分辨率相联系的量化设计准则。研究成果为优化量子显微和鬼成像系统提供了实用指导——这些应用场景中同时实现高空间分辨率与强纠缠认证至关重要。
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提交arXiv: 2025-10-30 12:07

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