《【文献】Physical Review Letters | Active Optical Intensity Interferometry》

  • 来源专题:光电信息技术
  • 编译者: 王靖娴
  • 发布时间:2025-05-12
  • 【内容概述】长基线衍射极限光学孔径合成干涉技术在科学研究和实际应用中发挥着重要作用。与振幅(相位)干涉测量法不同,强度干涉测量法利用热光的二阶相干性,对大气湍流和光学缺陷具有较强的抗性。然而,热光源通常具有宽带光谱、每个模式的平均光子数较低以及发散角较宽的特点,这阻碍了其广泛应用。此研究提出并展示了用于千米级光学合成孔径成像的主动式强度干涉测量技术。该研究方案采用多个相位无关的激光发射器来产生热照明,并利用灵活的计算算法进行图像重建。通过户外实验,研究团队成功对位于 1.36 千米外的毫米级目标进行了成像,实现了比单望远镜衍射极限约 14 倍的分辨率提升。长基线主动式强度干涉测量技术的应用有望推动高分辨率光学成像和传感技术的发展。

    (原文见附件)

  • 原文来源:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.134.180201
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    • 来源专题:光电信息技术
    • 编译者:王靖娴
    • 发布时间:2025-05-12
    • 【内容概述】量子密钥分发(QKD)为通信提供信息理论安全保障,是量子网络发展的基石,但长距离传输受限于光子损耗导致的无中继界限。模式配对(MP)QKD 协议无需全局相位参考且具有类似中继的速率 - 损耗缩放特性,有潜力用于长距离 QKD,然而商用激光器的相位波动限制了其实用化。    中国科学技术大学潘建伟院士团队徐飞虎教授与清华大学马雄峰教授合作,基于商用激光器成功构建了高性能模式匹配量子密钥分发(MP-QKD)系统。针对相位波动问题,提出基于快速傅里叶变换(FFT)的频率跟踪方案,将配对长度延长至2×105脉冲(160 μs),并开发了相位补偿和密钥率计算的后处理程序。同时,建立理论模型分析相位噪声对系统性能的影响,优化系统参数。实验在 403 km 标准光纤(76.5 dB 损耗)上实现了 47.8 bit/s 的最优密钥率,超越无中继界限 2.92 倍。此外,研究人员还对比了 MP - QKD 和无相位锁定双场(TF)QKD 在不同场景下的性能,发现 MP - QKD 在短距离、低错误率场景下表现更优,TF - QKD 则更适合长距离通信。该研究证实了使用经济高效的商用技术实现 MP - QKD 的可行性,为大规模量子网络中长距离 QKD 的部署奠定了基础 ,并指出未来可通过集成光子芯片、提高系统时钟速率、采用高维编码方案和改进频率跟踪算法等方向进一步提升 MP - QKD 系统的实用性和可扩展性。 (原文见附件)
  • 《【文献】Nature子刊|Ultrasound sensing with optical microcavities》

    • 来源专题:光电信息技术
    • 编译者:王靖娴
    • 发布时间:2024-07-22
    • 【内容概述】中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心的李贝贝特聘研究员团队近年来致力于设计并制备基于回音壁模式光学微腔的超高灵敏度超声波传感器,并取得了一系列进展。基于过往的研究和对大量资料文献的总结,该课题组对基于光学微腔的超声波传感器原理及发展进行了梳理,撰写了综述文章“Ultrasound sensing with optical microcavities”( Light Sci. Appl. 2024, 13, 159)文中归纳了超声波传感器的应用场景。还总结了几类常用的微腔超声波传感器包括:法布里-珀罗(F-P)腔,π相移布拉格光栅与回音壁模式(WGM)微腔。 这篇综述概述了基于三种类型的光学微腔的超声波传感机制,并讨论了如何优化超声波传感器的关键参数,关注了光学微腔实现超声波传感应用的最新进展并对其性能进行了总结(见表1)。此外,本文还介绍了光学微腔超声波传感器在不同探测场景中的应用,例如光声成像、测距和粒子检测等方面,为未来高性能超声波成像和传感技术的发展提供了重要参考。相比于传统压电超声波传感器,先进的光学微腔超声波传感器不仅能提高检测灵敏度和空间分辨率,还具有体积小、集成度高等优势,有望在生物医学成像、工业无损检测等领域带来革命性变革。这种基于光学微腔的新型超声波传感技术,必将为超声波在各领域的应用带来新的机遇和发展空间。 原文链接:https://www.nature.com/articles/s41377-024-01480-8.pdf