干涉仪是一种通过由波的叠加(通常为电磁波)引起的干涉现象来获取信息的仪器,被广泛应用于各种高空间分辨率成像技术中,然而传统的干涉测量方法仅在光子具有相同波长时才起作用。为了实现干涉仪的多波长探测,诺贝尔奖获得者弗兰克·维尔切克(Frank Wilczek)等人于2016年从理论上提出了一种名为“色强度干涉测量法(Chromatic Intensity Interferometry)”,该方法通过引入颜色擦除检测器(Color Erasure Detector)可以将入射到检测器中不同波长的光进行干涉并提取所需的相位信息。
基于该理论方法,中国科学院中国科学技术大学(USTC)的潘建伟教授等人利用周期性极化的铌酸锂波导(PPLN)构建了一个色强度干涉仪,并成功测量了1.43公里距离外相距4.2 mm的两个不同波长光源,其相关研究内容已发表在Physical Review Letters中。

(https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.103601)
为了验证色强度干涉仪的高空间分辨率特性,研究人员首先通过使用1063.6 nm和1064.4 nm的激光器泵浦一对平行的PPLN波导,从而实现了无法区分这两个波长的颜色擦除检测器;其次,根据这两个检测器和望远镜搭建了一个80 cm基线长度的强度干涉仪,并用其随1.43公里处相距4.2 mm的两个激光源之间的距离进行测量;最后,利用一种相位拟合方法对两个激光源间的角距离进行计算。其计算结果表明,色强度干涉仪的精度超出了单台10.9 mm望远镜衍射极限的40倍,成功验证了该系统的高空间分辨成像能力。
此外,通过多波长的设置,该技术还可将强度干涉测量法的应用扩展到天文观测、空间遥感和空间碎片检测等不同领域。
本文由光电汇编辑王越根据phys.org内容编译,如需转载请注明。
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