潘建偉團隊全球首創：高清空間分辨，超越傳統衍射極限40倍！

中國科學技術大學潘建偉院士、張強教授等與美國諾貝爾獎獲得者弗蘭克·維爾澤克合作，利用濟南量子技術研究院研製的週期極化鈮酸鋰波導，搭建顏色擦除強度干涉儀，成功分辨出1.43公里距離外相距4.2毫米的兩個不同波長光源，以超過單望遠鏡衍射極限40倍的結果驗證了顏色擦除強度干涉技術具備高空間分辨成像能力。

該成果拓展了強度干涉技術的應用範圍，有望被應用於天文觀測、空間遙感和空間碎片探測等領域。相關成果日前發表於《物理評論快報》。

▲實驗系統示意圖

干涉儀被廣泛用於各種高空間分辨成像技術中，以突破單鏡片有限孔徑下的分辨率極限（衍射極限）。但傳統強度干涉方案要求進入探測器的光子全部具有相同的波長，限制了其應用範圍。

2016年，弗蘭克·維爾澤克和其同事在理論上提出一種顏色擦除強度干涉技術，即將基於頻率轉換原理的顏色擦除探測器引入強度干涉儀，可以使得進入探測器的不同波長光子也發生干涉並提取出相位信息。

隨後，潘建偉團隊利用濟南量子技術研究院自主研製的週期極化鈮酸鋰波導首次搭建了顏色擦除單光子探測，並在實驗室內原理演示了強度干涉技術。

爲了驗證該技術具備高空間分辨成像能力，該團隊在上海開展了外場實驗，實現了無法分辨1063.6納米和1064.4 納米光子差異的顏色擦除探測器。

研究團隊還用兩個這樣的探測器，搭建了80釐米基線長度的強度干涉儀，對1.43公里外的相距4.2毫米的兩個不同波長光源目標進行測量。

獲得實驗數據後，他們在理論上提出一種相位擬合的算法得到兩個光源的角距離，結果超過實驗所使用的單臺10.9毫米望遠鏡衍射極限的40倍，成功驗證了該系統的高空間分辨成像能力。

審稿人認爲，這項工作爲超越由孔徑大小決定的傳統衍射極限提供了一種新的有趣成像方法。

作者：許琦敏

責任編輯：任荃

圖片來源：中科大官網

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