由光学学会 研究人员使用纠缠光子来增加光学相干断层扫描对散射材料的穿透深度
他们通过分析两个包含激光研磨微通道的氧化铝陶瓷堆来演示这项技术
中红外照明使研究人员能够捕捉深度信息，并创建通道结构的完整3D重建(如图)
荣誉:柏林洪堡大学阿伦·万塞罗和斯文·拉梅洛 研究人员已经表明，纠缠光子可以用来提高光学相干断层扫描在高散射材料中的穿透深度
该方法代表了一种利用中红外波长进行光学相干断层扫描的方法，可用于陶瓷和油漆样品等材料的无损检测和分析
光学相干断层扫描是一种无损成像方法，可提供地下结构的详细三维图像
光学相干断层扫描通常使用可见光或近红外波长，因为这些波长的光源和检测器很容易获得
然而，这些波长不能很深地穿透高散射或多孔材料
在光学学会(OSA)的高冲击研究杂志Optica上，来自德国柏林洪堡大学的Aron Vanselow和他的同事，以及奥地利无损检测研究中心的合作者，展示了一个基于超宽带纠缠光子对的中红外光学相干断层扫描概念验证实验
他们表明，这种方法可以使用相对紧凑、简单的光学装置产生高质量的高散射样品的二维和三维图像
“我们的方法消除了对宽带中红外光源或探测器的需求，这使得开发在这些波长下工作的实用光学相干断层扫描系统具有挑战性，”万塞罗说
“它代表了第一个纠缠光子与传统技术竞争的现实应用之一
" 该技术可用于多种应用，包括分析飞机和汽车上使用的复杂油漆层或监控药品上使用的涂层
它还可以提供对艺术保护有用的详细的三维图像
利用量子力学 当光子纠缠在一起时，它们的行为就好像能瞬间相互影响
这种量子力学现象对于许多正在开发中的量子技术应用是至关重要的，例如量子传感、量子通信或量子计算
这个3D动画显示了一个900微米厚的结构的体积扫描，由三层氧化铝陶瓷组成
这种结构不能用商业系统充分分析
5微米荣誉:柏林洪堡大学阿伦·万塞罗和斯文·拉梅洛 对于这项技术，研究人员开发了一种非线性晶体并获得了专利，这种晶体可以产生波长非常不同的宽带光子对
其中一个光子的波长很容易用标准设备探测到，而另一个光子在中红外范围内，因此很难探测到
当难以探测的光子照射样品时，它们会改变信号，这种改变只能用容易探测的光子来测量
“由于技术挑战，我们的技术使得在传统上难以处理的波长范围内获得有用的测量变得容易，”构思和指导这项研究的斯文·拉梅洛说
“此外，我们使用的激光和光学系统并不复杂，而且比目前中红外光学相干断层扫描系统中使用的激光和光学系统更紧凑、更坚固、更经济
" 用更少的光成像 为了演示这项技术，研究人员首先确认他们的光学装置的性能与理论预测相符
他们发现，与最近开发的少数传统中红外光学相干断层扫描系统相比，他们可以用少六个数量级的光来实现相同的信噪比
“除了光本身固有的量子噪声之外，我们在测量中没有看到任何噪声，这让我们非常惊讶，”拉梅洛说
“这也解释了为什么我们可以用这么少的光达到很好的信噪比
" 研究人员在一系列真实样本上测试了他们的设置，包括高度散射的油漆样本
他们还分析了两个900微米厚的氧化铝陶瓷叠层，其中包含激光研磨的微通道
中红外照明使研究人员能够捕捉深度信息，并创建通道结构的完整三维重建
氧化铝陶瓷中的孔隙使这种材料可用于药物测试和脱氧核糖核酸检测，但在传统光学相干断层扫描使用的波长下也具有高度散射性
研究人员已经开始与工业和其他研究机构的合作伙伴合作，开发一种紧凑的光学相干断层扫描传感头和完整的系统，用于商业应用试点
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