光源特性对鬼成像质量影响的研究

发布时间：2020-04-10 10:17

【摘要】：鬼成像是一种利用光场的强度涨落来恢复物体信息的成像技术。相较于传统成像技术,鬼成像的优越性使其应用前景非常广泛,但其成像质量是影响鬼成像实用化的重要因素之一。在鬼成像系统中,光源性质是影响鬼成像成像质量的重要因素。本文主要围绕光场的横向空间涨落、空间的统计性质(散斑中每个像素点的强度值)和时间的一阶统计性质(散斑中一个像素点随时间的变化)这三方面做了相关的理论和实验研究。首先从理论上论述了赝热光场的空间和时间统计性质;然后,设计了一种以投影仪为光源的计算鬼成像方案,利用计算机生成横向空间涨落分布、空间的统计性质和时间的一阶统计性质不同的散斑作为照射光源;最后通过模拟与实验,验证了光场横向空间涨落分布、空间的统计性质和时间的一阶统计性质对鬼成像成像质量的影响。此外,本文还对散斑场经空间自由传播后,其统计性质的变化进行了讨论。并进行了数值模拟,分析了变化后的散斑场对鬼成像成像质量的影响。
【图文】：

装置图,双光子,装置图

鬼成像的起源像技术起源于量子纠缠理论。1935 年，Einstein ,Podolsky 和 Rosen 发指出了量子力学的不完备性，即“EPR”佯谬[1]。除此之外，还提出了双光子纠缠，并给出相对应的实验方案。到了 1988 年，苏联研究人究发现，当两个光子符合能量和动态守衡定律时，，二者将会存在着非提出了自发参量下转换过程产生的双光子纠缠态这一理论，并在该理了利用纠缠光子对实现纠缠双光子鬼成像方案[2]。上第一例鬼成像实验由马里兰大学的史砚华小组完成[3]。如图 1.1 所示离子激光器产生的 351.1 nm 的激光泵浦光源，照射在 II 型 BBO 晶体转换，从而产生了偏振相互垂直的纠缠双光子，以纠缠双光子作为光器（PBS）将光源分成两路，一路为信号光（signal beam），一路为闲置信号光经过物体后被不具有空间分辨能力的探测器收集，闲置光那一单光子探测器进行收集，得到光场的空间分布信息，不包含任何关于两个探测器收集到的信息进行符合运算，从而恢复出物体的信息。

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从而产生了偏振相互垂直的纠缠双光子，以纠缠双光子作为（PBS）将光源分成两路，一路为信号光（signal beam），一路为闲置信号光经过物体后被不具有空间分辨能力的探测器收集，闲置光那光子探测器进行收集，得到光场的空间分布信息，不包含任何关个探测器收集到的信息进行符合运算，从而恢复出物体的信息。图 1.1 双光子纠缠“鬼”成像实验装置图[3]
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O431.2

【参考文献】