近日，中國科學技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)大(da)學潘建(jian)偉(wei)、張強等(deng)與(yu)美(mei)國麻省(sheng)理工學院Frank Wilczek合作，利用(yong)(yong)(yong)濟南(nan)量子技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)研究院研制的周期極化鈮酸鋰(li)波導，搭建(jian)顏色擦除強度(du)干涉儀(yi)，成功(gong)分(fen)辨出1.43km距(ju)離(li)外相距(ju)4.2mm的兩個不同波長（1063.6nm和1064.4 nm）光源，以(yi)超過單(dan)望(wang)遠鏡衍射極限40倍的結果(guo)驗證了顏色擦除強度(du)干涉技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)（chromatic intensity Interferometry）具備高空間(jian)分(fen)辨成像能力，拓展了強度(du)干涉技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)的應用(yong)(yong)(yong)范圍，有望(wang)被應用(yong)(yong)(yong)于(yu)天文觀(guan)測(ce)、空間(jian)遙感和空間(jian)碎片(pian)探(tan)測(ce)等(deng)領域，相關成果(guo)發(fa)表在國際(ji)知(zhi)名學術(shu)(shu)(shu)期刊(kan)《物理評(ping)論(lun)快報》上。 

干(gan)(gan)涉(she)(she)(she)儀(yi)被(bei)廣泛用(yong)于(yu)各(ge)種高空間分辨(bian)成像(xiang)技術中，以(yi)突破(po)單(dan)鏡(jing)片有限孔徑(jing)下的(de)(de)分辨(bian)率(lv)極限（衍射極限）。上世紀(ji)50年(nian)代，英(ying)國科學家Robert Hanbury Brown和Richard Quintin Twiss共(gong)同(tong)發現了(le)(le)以(yi)他(ta)(ta)們(men)名字命(ming)名的(de)(de)Hanbury Brown and Twiss效應(ying)(ying)(ying)（簡稱HBT效應(ying)(ying)(ying)），并(bing)提(ti)出了(le)(le)利(li)用(yong)該(gai)(gai)效應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)強(qiang)度(du)干(gan)(gan)涉(she)(she)(she)技術。1956年(nian)，他(ta)(ta)們(men)搭(da)建強(qiang)度(du)干(gan)(gan)涉(she)(she)(she)儀(yi)成功(gong)測出了(le)(le)天狼星的(de)(de)直徑(jing)，成為了(le)(le)該(gai)(gai)技術一(yi)個經典的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用(yong)案例。不(bu)過這種傳(chuan)統的(de)(de)強(qiang)度(du)干(gan)(gan)涉(she)(she)(she)方案要(yao)求進(jin)入(ru)探測器(qi)(qi)的(de)(de)光子全部(bu)具有相同(tong)的(de)(de)波(bo)長，限制(zhi)了(le)(le)其應(ying)(ying)(ying)用(yong)范(fan)圍。2016年(nian)，美國物(wu)理學家，諾貝爾獎獲得(de)者Frank Wilczek和其同(tong)事在理論上提(ti)出，將(jiang)基于(yu)頻率(lv)轉換原理的(de)(de)顏色(se)擦(ca)(ca)除探測器(qi)(qi)引(yin)入(ru)強(qiang)度(du)干(gan)(gan)涉(she)(she)(she)儀(yi)，可以(yi)使得(de)進(jin)入(ru)探測器(qi)(qi)的(de)(de)不(bu)同(tong)波(bo)長光子也發生干(gan)(gan)涉(she)(she)(she)并(bing)提(ti)取出相位信息。他(ta)(ta)們(men)將(jiang)這種新技術命(ming)名為顏色(se)擦(ca)(ca)除強(qiang)度(du)干(gan)(gan)涉(she)(she)(she)技術（chromatic intensity Interferometry）。隨后(hou)，潘(pan)建偉(wei)小組利(li)用(yong)濟南量子院(yuan)自主研制(zhi)的(de)(de)周期極化鈮酸鋰波(bo)導首次搭(da)建了(le)(le)顏色(se)擦(ca)(ca)除單(dan)光子探測，并(bing)基于(yu)此在實驗室(shi)內原理演示了(le)(le)強(qiang)度(du)干(gan)(gan)涉(she)(she)(she)技術（Phys. Rev. Lett. 123, 243601 (2019)，Opt. Express 28, 32294 (2000)）。  

為了(le)(le)(le)驗(yan)(yan)證該技術具備高空間(jian)(jian)分辨(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)像(xiang)能力(li)，該小(xiao)組在上(shang)海開展了(le)(le)(le)外(wai)(wai)場實(shi)驗(yan)(yan)。如圖(tu)1所示，他們(men)利用兩種不同波長的(de)(de)泵浦光分別泵浦并(bing)聯的(de)(de)兩個(ge)PPLN波導，實(shi)現(xian)了(le)(le)(le)無法(fa)(fa)分辨(bian)1063.6nm和1064.4 nm光子(zi)差異(yi)的(de)(de)顏色擦除探(tan)測器，并(bing)用兩個(ge)這樣的(de)(de)探(tan)測器搭(da)建了(le)(le)(le)80cm基線(xian)長度(du)的(de)(de)強度(du)干涉儀對1.43km外(wai)(wai)的(de)(de)相(xiang)距4.2mm的(de)(de)兩個(ge)不同波長光源目標(biao)進行測量(liang)。獲(huo)得(de)實(shi)驗(yan)(yan)數據后(hou)，他們(men)在理(li)論(lun)上(shang)提(ti)出了(le)(le)(le)一種相(xiang)位擬合的(de)(de)算法(fa)(fa)得(de)到(dao)了(le)(le)(le)兩個(ge)光源的(de)(de)角距離，結(jie)果超(chao)過了(le)(le)(le)實(shi)驗(yan)(yan)所使(shi)用的(de)(de)單臺10.9mm望遠鏡衍(yan)射(she)極限的(de)(de)40倍，成(cheng)(cheng)(cheng)功驗(yan)(yan)證了(le)(le)(le)該系統(tong)的(de)(de)高空間(jian)(jian)分辨(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)像(xiang)能力(li)。《物(wu)理(li)評論(lun)快報》雜志審稿人評價(jia)“這項工作為超(chao)越由孔(kong)徑(jing)大小(xiao)決定的(de)(de)傳統(tong)衍(yan)射(she)極限提(ti)供了(le)(le)(le)一種新的(de)(de)有(you)趣成(cheng)(cheng)(cheng)像(xiang)方法(fa)(fa)（This explores one of a variety interesting methods to image beyond the traditional diffraction limit driven by aperture sizes）。 

 
該研究工作得到了科技部、國家自然科學基金委、中科院、山東省、上海市和安徽省的支持。 
 
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