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量子相位成像技术能够在低光条件下对具有厚度和折射率变化的透明样品进行精确测量分析。近期非线性超表面的进展为量子光生成与操控提供了紧凑型解决方案。该研究团队展示了一种集成铌酸锂（LiNbO3）超表面（用于生成空间纠缠光子对）和硅（Si）超表面（用于相位梯度提取）的紧凑型量子相位成像系统。其中LiNbO3超表面可实现高效率的自发参量下转换（SPDC），产生角度色散且可调谐的发射；而Si超表面则利用近乎线性的光学传递函数（OTF），通过空间量子关联来区分相位并提取相位梯度。这种双超表面架构结合量子光的关联成像与全光学扫描方案，实现了无需机械调谐的相位梯度重建。实验结果表明，该6×3像素的概念验证系统能以88%的保真度解析高达25弧度/毫米的相位梯度。理论研究进一步证实，该系统分辨率主要受限于紧凑设计的品质因数——通过利用非局域共振与量子关联，该工作开创了便携式量子相位梯度成像新范式，在传感、显微和激光雷达领域具有应用潜力。该成果凸显了超表面在量子态生成与探测中的双重应用价值。