提高“鬼”成像技术成像品质的方法研究

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90年代以来,一种新型的成像机制引起了广泛关注,即关联成像,又称为“鬼”成像。最初的“鬼”成像是利用量子光源实现的,后来人们通过理论实验研究发现利用经典光源也可以实现“鬼”成像。因为经典光源更容易获取、调控,在实际应用中具有更广泛的前景。人们研究探索的重点普遍转移到经典光源“鬼”成像技术上来。但是,经典光源相对于量子光源会多出一个非常大的背景噪音,导致经典光源“鬼”成像的成像品质会低于量子光源“鬼”成像。为了提高经典光源“鬼”成像的成像品质,促进“鬼”成像技术的实际应用,人们对成像算法和实验装置进行了更深入的研究。在这样的研究背景下,本文讨论了几种提高“鬼”成像技术成像品质的方法,总结分析后提出一种新的实验方案,即基于K散斑的正负成像实验,致力于提高“鬼”成像的成像品质。  本文在第一节首先综述了“鬼”成像技术的发展历程,然后介绍了两种经典的“鬼”成像实验:量子纠缠光源“鬼”成像实验和赝热光“鬼”成像实验,讲述了这两个实验的实验装置和成像过程。在第二节,介绍了影响“鬼”成像技术成像品质的三个重要因素:可见度、信噪比和分辨率。在讲述了这三个影响因素的基本概念和定义表达式后,讨论了几种与这些因素相关的提高成像品质的方法。在第三节,首先介绍了一种更具优势的实验光源——K散斑,指出K散斑相对于高斯散斑具有更大的光强起伏度,能够提高“鬼”成像的成像可见度。接着介绍了正负成像算法,导出算法具体的成像表达式,结合K散斑光源和正负成像算法,提出一种新的“鬼”成像实验方案。最后设计实验装置,分别利用K散斑和高斯散斑、强度关联成像和正负成像进行“鬼”成像实验,分析对比实验结果,得出基于K散斑的正负成像实验能够获得更好的成像品质的结论。
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