基于统计学描述的成像分辨率的实验研究
结题报告
批准号:
61905054
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
忻俊
依托单位:
学科分类:
F0515.量子光学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
超分辨成像是现代科学非常重要的一个研究方向。对于两个邻近的非相干点光源,传统的成像方法会有其相应的可分辨极限,这一极限由瑞利判据所给出。传统的成像技术是在像平面上测量光场强度在不同位置的分布,这种测量方法会不可避免地丢失光场的相位信息。借助量子参数估计理论,最近的研究表明瑞利判据只适用于传统的光强测量手段,光学成像分辨率的量子极限本身并不会像瑞利判据那样强烈限制我们对于小间距非相干光源的定位测量。换言之,我们可以通过优化测量方案来获得待测光场尽可能多的量子信息,从而提升对于两个非相干点光源间距的测量精度。本项目拟在实验上通过基于平衡零拍探测的空间模式复用技术研究得到对于测量两个非相干点光源间距的基本量子极限和相应的优化量子测量方案。此外,我们还将研究不同的实验条件对测量精度带来的影响。
英文摘要
Super-resolution imaging is an important research area in the contemporary science. For two adjacent point-like incoherent light sources, there exists a resolution limit, given by the Rayleigh’s criterion, for the traditional imaging method, which measures the intensity distribution of the optical field in the image plane instead of measuring the phase information. With the help of the parameter estimation theory, it has been found that the imaging resolution limit under the Rayleigh’s criterion is only suitable for the traditional imaging method. Unlike the Rayleigh’s criterion, the quantum limit of the optical resolution itself will not limit the measurement of the distance between two adjacent point-like incoherent light sources. On other words, we can optimize the measurement scheme to obtain the quantum information of the optical fields to be measured as far as possible. In this way, the measurement precision for the distance between two incoherent point-like sources can be improved. In this project, we plan to use the spatial-mode demultiplexing technique based on the homodyne detection to experimentally study the fundamental quantum limits for locating two point-like incoherent light sources and its corresponding optimal quantum measuring scheme. In addition, we also aim to consider the effect of different experimental factors on the resolution limit.
超分辨成像是现代科学非常重要的一个研究方向。对于两个非相干点光源,传统的成像技术会有一个可分辨极限,这一极限由瑞利判据所给出。传统的成像技术是在像平面上测量光场的强度分布,这种测量方法会不可避免地丢失光场的相位信息。借助量子参数估计理论,最近的研究认为瑞利判据下的分辨率极限仅仅适用于传统的成像手段,我们可以通过优化测量方案来获得待测光场尽可能多的量子信息从而进一步提升对于两个非相干点光源间距的测量精度。本项目在实验上通过空间模式复用技术研究对于两个非相干点光源进行间距估计的优化测量方案,并研究不同的实验条件给测量精度带来的影响。..我们的主要研究内容如下:1、研究如何利用分数希尔伯特变换实现对于两个非相干点光源的超分辨成像。2、研究利用非经典纠缠光场对于提升成像分辨率的可能。3、研究利用非线性干涉法,并将其应用到光学成像的可能。4、研究利用计算全息法实现对于单个点光源的位置的超分辨参数估计。..我们的研究成果如下:1、研究并证明了分数希尔伯特变换对于两个强度不相等的非相干点光源的成像分辨率的提升。该成果将为瑞利极限区域附近的量子超分辨成像提供新的思路。2、利用双端注入反馈的方法实现了对于非简并参量放大器产生纠缠光束的纠缠度进行提升,该方案所涉及的纠缠光束将有希望被应用到基于包括鬼成像在内的非经典光场的量子成像技术。3、研究并证明了基于光子数水平的非高斯操作对于非线性干涉仪的相位灵敏度的提升,该工作将有希望被应用到基于图像翻转干涉法对于两个非相干点光源间距估计的超分辨成像。4、在实验上通过计算全息的方法实现对于单个点光源位置的超分辨估计,该成果将有望被进一步拓展到对于多个点光源甚至二维图像的超分辨成像。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2021
期刊:激光与光电子学进展
影响因子:--
作者:薛舒东;李雅男;忻俊;陆晓铭
通讯作者:陆晓铭
DOI:10.1364/oe.418414
发表时间:2021
期刊:Optics Express
影响因子:3.8
作者:Li Xingmin;Xin Jun;Li Guolong;Lu Xiao-Ming;Wei L. F.
通讯作者:Wei L. F.
Remote switch for Schrödinger’s cat state using Einstein-Podolsky-Rosen entanglement
使用爱因斯坦-波多尔斯基-罗森纠缠远程切换薛定谔猫状态
DOI:10.1364/oe.471080
发表时间:2022
期刊:Optics Express
影响因子:3.8
作者:Jun Xin;Li Ge
通讯作者:Li Ge
DOI:10.1002/andp.202200453
发表时间:2022-12
期刊:Annalen der Physik
影响因子:2.4
作者:Li Ge;Jun Xin;Lin Zhang
通讯作者:Lin Zhang
One-sided device-independent quantum key distribution for two independent parties
两个独立方的单方面设备无关量子密钥分发
DOI:10.1364/oe.387785
发表时间:2020
期刊:Optics Express
影响因子:3.8
作者:Xin Jun;Lu Xiao-Ming;Li Xingmin;Li Guolong
通讯作者:Li Guolong
基于光场空间模式照明和探测的非相干点光 源超分辨成像研究
  • 批准号:
    Y24A050013
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    忻俊
  • 依托单位:
利用经典通信和局域操作提升非线性SU(1,1)干涉仪相位灵敏度的研究
  • 批准号:
    LQ19A040008
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    忻俊
  • 依托单位:
国内基金
海外基金