利用Hong-Ou-Mandel干涉对双折射样品的量子成像

基于Hong-Ou-Mandel(HOM)干涉仪的双光子干涉现象可作为量子传感机制,其干涉凹陷对光子不可区分性扰动的敏感性使其尤为突出。最新研究已将该原理推广至显微成像系统,但光学路径差敏感性限制了其在样品厚度变化通常不超过数微米情况下的应用(若需在固定延迟下追踪符合计数变化)。为将该技术拓展至偏振显微领域并突破这一局限,本研究采用相干长度>1毫米的窄带光子对源来拓宽HOM干涉凹陷。这使得实际样品厚度变化所引入的时间可区分性可忽略不计,此时凹陷中心符合计数率的变化主要由样品诱导的偏振效应主导。 为计算偏振旋转角度,该研究团队建立了干涉仪的统计模型,推导出费希尔信息量,并构建了局部快轴角的最大似然估计器。通过光栅扫描记录每个样品位置的干涉凹陷基准帧与基线帧,实验结果验证了该框架的有效性——在保持与经典偏振强度图像一致性的同时,实现了最大精度工作状态且对样品层厚不敏感。总体而言,这项研究提供了一种基于量子原理的双折射结构定量成像方法,未来可衍生出包括提升信噪比、降低光敏样品损伤等优势应用。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-12-22 18:12

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