马克斯·普朗克学会
无花果
1:双梳数字全息术
频率梳发生器的规则脉冲序列照亮一个物体(这里是两个反射硬币)
在无透镜检测器矩阵处，物体散射的波在空间和时间上与参考梳的波发生干涉
信用:DOI: 10
1038/s 14566-021-00892-x 全息摄影是一种强大的摄影技术，无需镜头即可进行三维成像和显示
现在，马克斯·普朗克量子光学研究所的科学家们正在通过光学频率梳来实现全息术
可以记录成千上万张彩虹各种颜色的全息图
通过数字处理，每个全息图提供场景的三维图像，其中聚焦距离可以随意选择
结合所有这些全息图以高精度和无模糊性呈现三维物体的几何形状
同时，通过频率梳可以进行其他诊断:在这里，科学家展示了氨蒸汽云的分子选择性成像
频率梳变成3D 在《自然光子学》杂志的报道中，德国Garching马克斯-普朗克量子光学研究所(MPQ)Nathalie picqué团队的一个国际科学家团队展示了一种带有光学频率梳的新成像技术
光学频率梳发生器发射一系列规则的短激光脉冲
光谱由大量精确等间距的尖锐光谱梳状线组成
这种频率梳使得高精度计数光波的摆动成为可能
MPQ激光光谱学部门的负责人西奥多·海因斯奇因这项发明分享了2005年诺贝尔物理学奖
后来，在MPQ Nathalie picqué团队开发的“双梳光谱学”技术中，频率梳的所有谱线都被用于在宽光谱范围内同时询问样品，而间距稍有不同的第二个激光器的梳状线在快速光电探测器上干涉，以便读出
高光谱数字全息的新成像方法将同样的干涉方法扩展到全息成像
“设置看似简单
它只使用两个脉冲重复率略有不同的梳状发生器、一个部分透射的分束镜和一个没有镜头的快速数码相机传感器，”博士后研究员爱德华多·维琴蒂尼解释说
一个三维物体被一个脉冲序列照亮，散射光被分束器引导到摄像机传感器上
第二脉冲串作为参考光束被引导到同一传感器上
摄像机记录了随时间变化的空间干涉图案，因为两个激光器以不同的时间间隔发射脉冲
这种干涉图案的视频记录显示在可从自然光子学获得的补充视频中
在传统的全息照相术中，精细的干涉图案被记录在胶片上，用激光束照射全息图，通过光学衍射再现物体的原始波前
在数字全息术中，原始场景由模拟这一过程的计算机程序重建
在报道的一个实验中，两个不同距离的硬币被用作物体
在数字重建过程中，可以改变聚焦距离，使得两个硬币中的任何一个出现聚焦，而另一个出现模糊，如视频所示
西奥多·哈恩施说:“当我让一个Matlab程序工作时，我非常激动，它可以相当快地生成我们的重建图像电影。”
“然而，使用更快的百万像素分辨率相机，记录的数据量可能会变得相当大，因此数据处理将变得更具挑战性
" 双梳光谱学的先驱Nathalie Picqué说，“双梳干涉仪已经在光谱学和测距方面产生了惊人的结果
宽光谱带宽、长时间相干性和多外差读出的独特组合为全息术提供了强大的新特征
我们的技术有可能征服无扫描波前重建和三维计量的新领域
此外，探索其在生物样品显微术方面的潜力将是令人兴奋的
"
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