采用CMOS相机实现空间纠缠光子对的像平面探测

通过自发参量下转换产生的空间纠缠光子对(双光子)为量子成像提供了独特机遇,但基于相机的探测器难以观测成像平面上的双光子关联。此前基于相机的双光子成像实验均依赖光子计数探测技术,必须在极端稀疏光子条件下运行,并要求极低暗计数率。本研究团队利用常规科学级CMOS相机在线性模式下工作,成功实现了成像平面(近场平面)与光瞳平面(远场平面)双光子联合概率分布的同时探测。该工作采用的介观强度水平对应光子通量比典型光子计数法高出约四个数量级。通过测量成像平面与光瞳平面的关联性,研究人员观测到符合EPR型纠缠见证的位置-动量关联特征。针对成像平面设计的定制化关联分析方法有效抑制了探测器伪影和强度波动,使得所需采集帧数大幅减少。该成果证明,利用标准成像硬件即可高效实现空间纠缠光成像,从而将量子成像技术拓展至光子计数领域之外。
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提交arXiv: 2025-12-31 14:15

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