فوتون های درهم تنیده تصویربرداری نوری تطبیقی ​​را افزایش می دهند - دنیای فیزیک

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/entangled-photons-enhance-adaptive-optical-imaging-physics-world.jpg" data-caption="راهنمای تصویربرداری بدون ستاره تصویر یک سر زنبور که با میکروسکوپ انتقال میدان گسترده در حضور انحرافات (سمت چپ) و پس از اصلاح (راست) به دست آمده است. درج های تصویر نشان دهنده اندازه گیری های همبستگی کوانتومی بین فوتون ها قبل و بعد از اصلاح است. (با احترام: Hugo Defienne و Patrick Cameron)” title=”برای باز کردن تصویر در پنجره بازشو کلیک کنید” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/entangled-photons-enhance-adaptive-optical -imaging-physics-world.jpg”>

محققان در حال بهره برداری از خواص فیزیک کوانتومی برای اندازه گیری اعوجاج در تصاویر میکروسکوپی و تولید تصاویر واضح تر هستند.

در حال حاضر، اعوجاج تصویر ناشی از انحراف از نقص در یک نمونه یا نقص در اجزای نوری با استفاده از فرآیندی به نام اپتیک تطبیقی ​​تصحیح می شود. اپتیک تطبیقی ​​معمولی بر یک نقطه روشن شناسایی شده در نمونه تکیه دارد که به عنوان نقطه مرجع (ستاره راهنما) برای تشخیص انحرافات عمل می کند. سپس دستگاه هایی مانند تعدیل کننده های نور فضایی و آینه های تغییر شکل پذیر نور را شکل می دهند و این اعوجاج ها را اصلاح می کنند.

برای نمونه هایی که به طور طبیعی حاوی نقاط روشن نیستند (و نمی توان آنها را با نشانگرهای فلورسانس برچسب گذاری کرد)، معیارهای مبتنی بر تصویر و تکنیک های پردازش توسعه داده شده است. این رویکردها به روش تصویربرداری و ماهیت نمونه بستگی دارد. از سوی دیگر، اپتیک به کمک کوانتومی می تواند برای دسترسی به اطلاعات مربوط به انحرافات مستقل از روش تصویربرداری و نمونه استفاده شود.

محققان در دانشگاه گلاسکواز دانشگاه کمبریج و CNRS/دانشگاه سوربن در حال اندازه گیری انحرافات با استفاده از جفت فوتون های درهم تنیده هستند.

درهم تنیدگی کوانتومی ذراتی را توصیف می کند که بدون توجه به فاصله بین آنها به یکدیگر متصل هستند. هنگامی که فوتون های درهم تنیده با یک انحراف مواجه می شوند، همبستگی آنها از بین می رود یا مخدوش می شود. اندازه‌گیری این همبستگی - که حاوی اطلاعاتی مانند فازی است که در تصویربرداری با شدت معمولی ثبت نمی‌شود - و سپس تصحیح آن با استفاده از یک مدولاتور نور فضایی یا دستگاه‌های مشابه، می‌تواند حساسیت و وضوح تصویر را بهبود بخشد.

دو جنبه [این پروژه] وجود دارد که به نظر من بسیار هیجان انگیز است: پیوندی که بین جنبه اساسی درهم تنیدگی و همبستگی قوی شما وجود دارد. و این واقعیت است که این چیزی است که می تواند در عمل مفید باشد هوگو دفین، محقق ارشد CNRS در این پروژه.

در مجموعه این تیم، جفت فوتون های درهم تنیده از طریق تبدیل پارامتری خود به خود به پایین در یک کریستال نازک تولید می شوند. جفت فوتون های ضد همبسته از طریق یک نمونه فرستاده می شوند تا آن را در میدان دور تصویر کنند. دوربین یک دستگاه بار ضرب‌کننده الکترون (EMCCD) جفت فوتون‌ها را تشخیص می‌دهد و همبستگی‌های فوتون و تصاویر شدت مرسوم را اندازه‌گیری می‌کند. سپس از همبستگی های فوتون برای تمرکز تصویر با استفاده از مدولاسیون نور فضایی استفاده می شود.

محققان رویکرد اپتیک تطبیقی ​​بدون ستاره راهنمای خود را با استفاده از نمونه‌های بیولوژیکی (سر و پای زنبور) نشان دادند. نتایج آنها نشان داد که از همبستگی ها می توان برای تولید تصاویر با وضوح بالاتر نسبت به میکروسکوپ میدان روشن معمولی استفاده کرد.

دفین می‌گوید: «من فکر می‌کنم این احتمالاً یکی از معدود طرح‌های تصویربرداری کوانتومی است که بسیار نزدیک به چیزی است که می‌توان در عمل از آن استفاده کرد.

در تلاش برای پذیرش گسترده این تنظیمات، محققان اکنون در حال ادغام آن با پیکربندی‌های میکروسکوپ بازتابی هستند. زمان تصویربرداری، که در حال حاضر محدودیت اصلی این تکنیک است، می تواند با فناوری های دوربین جایگزین موجود برای کاربردهای تجاری و تحقیقاتی کاهش یابد.

دفین می گوید: «جهت دوم آینده ما این است که اصلاح انحراف را به روشی غیر محلی انجام دهیم. این تکنیک فوتون های جفت شده را تقسیم می کند و یکی را به میکروسکوپ و دیگری را به تعدیل کننده نور فضایی و دوربین می فرستد. این رویکرد به طور موثر یک انحراف ایجاد می کند که با یک تصویر با شدت معمولی مرتبط است تا به یک تصویر متمرکز و با وضوح بالا برسد.

مطالعه پژوهشی در منتشر شده است علم.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/entangled-photons-enhance-adaptive-optical-imaging/