热光源的量子光学相干层析

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光学相干层析(optical coherence tomography,简称OCT)技术是一门非常重要的成像技术。该技术是由Huang等人于1991年在Science上发表的文章中首次提出的。其基本原理是弱相干光干涉仪(迈克尔逊干涉仪)。随着人们对分辨率的要求越来越高,宽光谱光源带来的色散影响便出现在人们的面前。于是,目的为消除色散的量子光学相干层析(quantum optical coherence tomography,简称QOCT)便应运而生了。QOCT是由美国波士顿大学的Teich小组于2002年提出的。QOCT的实质就是利用非经典光源进行光学相干层析成像的。随着QOCT的兴起和众多科学家对热光源关联性质研究的深入,尤其是热光源模拟纠缠光源进行“鬼”成像和“鬼”干涉的成功,使得我们对热光源模拟纠缠光进行量子光学相干层析产生了极大的兴趣。2006年,中国科学院物理研究所吴令安小组首次提出真热光源QOCT的方案。本文基于这个方案,首次提出赝热光源的QOCT,其是以纵向的HanburyBrown和Twiss(简称HBT)实验为基础,利用赝热光源的二阶纵向关联性质进行纵向成像的技术。赝热光源具有窄光谱线宽的特点,天然地具有减小色散影响的优势。而相比于纠缠光QOCT,热光源的QOCT具有以下优势:不需要相干光源;可以无透镜成像;不受湍流和空气混浊的影响;适用于任何波长;在光源的光谱宽度相同的情况下,纵向分辨率是经典OCT的(1/2)1/2。本文首先对赝热光源的二阶纵向相干性质的研究,通过对比发现当两个探测器反向扫描时得到的纵向HBT分辨率比固定一个探测器,而扫描另一个探测器时的分辨率高,而对比度没有变化。然后利用赝热光源对样品进行QOCT原理性实验,即对两个反射镜之间的距离进行了测量。结果发现镜面的反射率对对比度有影响,反射率越大的面对比度会越高,而对分辨率无影响,结果与理论预期符合很好。
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