Fotonii încurși îmbunătățesc imaginea optică adaptivă – Physics World

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/entangled-photons-enhance-adaptive-optical-imaging-physics-world.jpg" data-caption="Ghidați imagini fără stele Imaginea unui cap de albină obținută cu un microscop cu transmisie cu câmp larg în prezența aberațiilor (stânga) și după corectare (dreapta). Inserțiile de imagine reprezintă măsurători de corelație cuantică între fotoni înainte și după corecție. (Cu amabilitatea: Hugo Defienne și Patrick Cameron)” title=”Faceți clic pentru a deschide imaginea în pop-up” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/entangled-photons-enhance-adaptive-optical -imaging-physics-world.jpg”>

Cercetătorii valorifică proprietățile fizicii cuantice pentru a măsura distorsiunile în imaginile microscopice și pentru a produce imagini mai clare.

În prezent, distorsiunile imaginii cauzate de aberațiile de la defecte dintr-o probă sau imperfecțiuni ale componentelor optice sunt corectate folosind un proces numit optică adaptivă. Optica adaptivă convențională se bazează pe un punct luminos identificat în probă care servește ca punct de referință (steaua ghid) pentru detectarea aberațiilor. Dispozitive precum modulatoarele spațiale de lumină și oglinzile deformabile modelează apoi lumina și corectează aceste distorsiuni.

Pentru eșantioanele care nu conțin puncte luminoase în mod natural (și nu pot fi etichetate cu markeri de fluorescență), au fost dezvoltate metrici și tehnici de procesare bazate pe imagini. Aceste abordări depind de modalitatea de imagistică și de natura probei. Optica asistată cuantică, pe de altă parte, poate fi utilizată pentru a accesa informații despre aberații, independent de modalitatea de imagistică și de eșantion.

Cercetatorii de la Universitatea din Glasgow, Universitatea din Cambridge și CNRS/Universitatea Sorbona măsoară aberațiile folosind perechi de fotoni încâlciți.

Entanglementul cuantic descrie particulele care sunt interconectate indiferent de distanța dintre ele. Când fotonii încâlciți întâlnesc o aberație, corelația lor se pierde sau se distorsionează. Măsurarea acestei corelații – care conține informații precum faza care nu este capturată în imagistica de intensitate convențională – și apoi corectarea acesteia folosind un modulator de lumină spațială sau dispozitive similare, poate îmbunătăți sensibilitatea și rezoluția imaginii.

„Există două aspecte [ale acestui proiect] pe care le consider foarte interesante: legătura care există între aspectul fundamental al încurcăturii și corelația puternică pe care o ai; și faptul că este ceva care poate fi util în practică”, spune Hugo Defienne, cercetător senior CNRS pe proiect.

În configurația echipei, perechile de fotoni încâlciți sunt generate prin conversie în jos parametrică spontană într-un cristal subțire. Perechile de fotoni anti-corelați sunt trimise printr-o probă pentru a o imagine în câmpul îndepărtat. O cameră cu dispozitiv de cuplare a sarcinii cu multiplicare de electroni (EMCCD) detectează perechile de fotoni și măsoară corelațiile fotonilor și imaginile de intensitate convenționale. Corelațiile fotonice sunt apoi folosite pentru a focaliza imaginea folosind modularea spațială a luminii.

Cercetătorii și-au demonstrat abordarea optică adaptivă fără stele ghid folosind mostre biologice (un cap și un picior de albină). Rezultatele lor au arătat că corelațiile pot fi utilizate pentru a produce imagini cu rezoluție mai mare decât microscopia convențională cu câmp luminos.

„Cred că este probabil una dintre puținele scheme de imagistică cuantică care este foarte aproape de ceva ce poate fi folosit în practică”, spune Defienne.

Lucrând spre adoptarea pe scară largă a configurației, cercetătorii îl integrează acum cu configurațiile microscopului de reflexie. Timpii de imagistică, în prezent principala limitare a tehnicii, pot fi reduse cu tehnologii alternative de cameră disponibile pentru aplicații comerciale și de cercetare.

„A doua direcție viitoare pe care o avem este să facem corectarea aberațiilor într-un mod non-local”, spune Defienne. Această tehnică ar diviza fotonii perechi, trimițând unul la un microscop și altul la un modulator de lumină spațială și o cameră. Abordarea ar crea efectiv o aberație care este corelată cu o imagine de intensitate convențională pentru a ajunge la o imagine focalizată, de înaltă rezoluție.

Studiul de cercetare este publicat în Ştiinţă.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/entangled-photons-enhance-adaptive-optical-imaging/