उलझे हुए फोटॉन अनुकूली ऑप्टिकल इमेजिंग को बढ़ाते हैं - भौतिकी विश्व

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/entangled-photons-enhance-adaptive-optical-imaging-physics-world.jpg" data-caption="स्टार-मुक्त इमेजिंग का मार्गदर्शन करें विपथन की उपस्थिति में (बाएं) और सुधार के बाद (दाएं) वाइड-फील्ड ट्रांसमिशन माइक्रोस्कोप से प्राप्त मधुमक्खी के सिर की छवि। छवि सम्मिलन सुधार से पहले और बाद में फोटॉन के बीच क्वांटम सहसंबंध माप का प्रतिनिधित्व करते हैं। (सौजन्य: ह्यूगो डेफिएन और पैट्रिक कैमरून)” शीर्षक=”पॉपअप में छवि खोलने के लिए क्लिक करें” href=”https://platoblockchin.com/wp-content/uploads/2024/04/entangled-photons-enhance-adaptive-optical -इमेजिंग-भौतिकी-विश्व.jpg”>

माइक्रोस्कोपी छवियों में विकृतियों को मापने और स्पष्ट छवियां उत्पन्न करने के लिए शोधकर्ता क्वांटम भौतिकी के गुणों का उपयोग कर रहे हैं।

वर्तमान में, किसी नमूने में खामियों या ऑप्टिकल घटकों में खामियों के कारण होने वाली छवि विकृतियों को अनुकूली प्रकाशिकी नामक प्रक्रिया का उपयोग करके ठीक किया जाता है। पारंपरिक अनुकूली प्रकाशिकी नमूने में पहचाने गए एक उज्ज्वल स्थान पर निर्भर करती है जो विपथन का पता लगाने के लिए संदर्भ बिंदु (मार्गदर्शक तारा) के रूप में कार्य करता है। स्थानिक प्रकाश मॉड्यूलेटर और विकृत दर्पण जैसे उपकरण प्रकाश को आकार देते हैं और इन विकृतियों को ठीक करते हैं।

ऐसे नमूनों के लिए जिनमें स्वाभाविक रूप से चमकीले धब्बे नहीं होते (और प्रतिदीप्ति मार्करों के साथ लेबल नहीं किए जा सकते), छवि-आधारित मैट्रिक्स और प्रसंस्करण तकनीक विकसित की गई हैं। ये दृष्टिकोण इमेजिंग पद्धति और नमूने की प्रकृति पर निर्भर हैं। दूसरी ओर, क्वांटम-असिस्टेड ऑप्टिक्स का उपयोग इमेजिंग मोडैलिटी और सैंपल से स्वतंत्र विपथन के बारे में जानकारी तक पहुंचने के लिए किया जा सकता है।

में शोधकर्ताओं ग्लासगो विश्वविद्यालय, यूनिवर्सिटी ऑफ कैंब्रिज और CNRS/सोरबोन विश्वविद्यालय उलझे हुए फोटॉन जोड़े का उपयोग करके विपथन को माप रहे हैं।

क्वांटम उलझाव उन कणों का वर्णन करता है जो उनके बीच की दूरी की परवाह किए बिना आपस में जुड़े हुए हैं। जब उलझे हुए फोटॉन किसी विपथन का सामना करते हैं, तो उनका सहसंबंध खो जाता है या विकृत हो जाता है। इस सहसंबंध को मापना - जिसमें चरण जैसी जानकारी शामिल है जो पारंपरिक तीव्रता इमेजिंग में कैप्चर नहीं की जाती है - और फिर एक स्थानिक प्रकाश मॉड्यूलेटर या इसी तरह के उपकरणों का उपयोग करके इसे सही करने से संवेदनशीलता और छवि रिज़ॉल्यूशन में सुधार हो सकता है।

“[इस परियोजना के] दो पहलू हैं जो मुझे बहुत रोमांचक लगते हैं: उलझाव के मूलभूत पहलू और आपके बीच मौजूद मजबूत सहसंबंध के बीच का संबंध; और तथ्य यह है कि यह कुछ ऐसा है जो व्यवहार में उपयोगी हो सकता है,'' कहते हैं ह्यूगो डेफिएन, परियोजना पर वरिष्ठ सीएनआरएस शोधकर्ता।

टीम के सेटअप में, उलझे हुए फोटॉन जोड़े एक पतले क्रिस्टल में सहज पैरामीट्रिक डाउन रूपांतरण के माध्यम से उत्पन्न होते हैं। सुदूर क्षेत्र में इसकी छवि बनाने के लिए एंटी-सहसंबद्ध फोटॉन जोड़े को एक नमूने के माध्यम से भेजा जाता है। एक इलेक्ट्रॉन-गुणा चार्ज-युग्मित डिवाइस (ईएमसीसीडी) कैमरा फोटॉन जोड़े का पता लगाता है और फोटॉन सहसंबंध और पारंपरिक तीव्रता छवियों को मापता है। फिर स्थानिक प्रकाश मॉड्यूलेशन का उपयोग करके छवि को फोकस में लाने के लिए फोटॉन सहसंबंध का उपयोग किया जाता है।

शोधकर्ताओं ने जैविक नमूनों (मधुमक्खी का सिर और पैर) का उपयोग करके अपने गाइड स्टार-मुक्त अनुकूली प्रकाशिकी दृष्टिकोण का प्रदर्शन किया। उनके परिणामों से पता चला कि सहसंबंधों का उपयोग पारंपरिक उज्ज्वल-क्षेत्र माइक्रोस्कोपी की तुलना में उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाली छवियां बनाने के लिए किया जा सकता है।

"मुझे लगता है कि यह शायद कुछ क्वांटम इमेजिंग योजनाओं में से एक है जो किसी ऐसी चीज़ के बहुत करीब है जिसे व्यवहार में इस्तेमाल किया जा सकता है," डेफ़ियेन कहते हैं।

सेटअप को व्यापक रूप से अपनाने की दिशा में काम करते हुए, शोधकर्ता अब इसे प्रतिबिंब माइक्रोस्कोप कॉन्फ़िगरेशन के साथ एकीकृत कर रहे हैं। इमेजिंग समय, जो वर्तमान में तकनीक की मुख्य सीमा है, को वाणिज्यिक और अनुसंधान अनुप्रयोगों के लिए उपलब्ध वैकल्पिक कैमरा प्रौद्योगिकियों से कम किया जा सकता है।

डेफ़ियेन कहते हैं, "हमारे पास भविष्य की दूसरी दिशा गैर-स्थानीय तरीके से विपथन सुधार करना है।" वह तकनीक युग्मित फोटॉन को विभाजित करेगी, एक को माइक्रोस्कोप में और दूसरे को स्थानिक प्रकाश मॉड्यूलेटर और कैमरे में भेजेगी। दृष्टिकोण प्रभावी ढंग से एक विपथन पैदा करेगा जो एक केंद्रित, उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवि पर पहुंचने के लिए पारंपरिक तीव्रता वाली छवि के साथ सहसंबद्ध है।

शोध अध्ययन में प्रकाशित किया गया है विज्ञान.

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/entangled-photons-enhance-adaptive-optical-imaging/