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研究透视:纠缠光子-自适应光学成像 | Science

基于校正光学像差,自适应光学Adaptive optics (AO)革新了从天文学到显微学的成像领域。然而,在无标记显微镜中,传统的自适应光学AO面临着限制,因为没有引导星guide star,并且需要选择特定于样品和成像过程的优化度量。
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近日,英国  格拉斯哥大学(University of Glasgow)Patrick Cameron,Hugo Defienne等,在Science上发文,提出了利用纠缠光子之间的相关性,直接校正点扩展函数的自适应光学AO方法。这种无引导星的方法,还独立于样本和成像模式。

实验表明,在存在像差的情况下,基于明场成像设置,对生物样品进行成像,这一装置由空间纠缠光子对的光源操作。在校正特定像差方面,这种方法比传统自适应光学AO表现更好,特别是那些涉及大量散焦的像差。该项研究,提升了无标记显微镜的自适应光学AO,在量子显微镜的发展中发挥重要作用。

 

纠缠光子自适应光学成像。

研究透视:纠缠光子-自适应光学成像 | Science

图1. 量子辅助自适应光学quantum-assisted Adaptive optics,QAO的概念。

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图2: 实验装置。

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图3: 量子辅助自适应光学QAO校正结果。

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图4. 量子辅助自适应光学QAO与传统基于图像的自适应光学AO比较。

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图5. 量子成像的应用。
自适应光学提供了从成像系统中消除像差的方法,并使从天文学到显微镜的成像应用发生了革命性的变化。通常,需要“引导星guide star”,并且可变形反射镜或空间光调制器校正传播波前中的失真,从而产生清晰的图像。然而,并不是所有的样品或成像系统,都适用于导航星。
该项研究表明纠缠光子可用于自适应光学,证明了在不需要导星的情况下,生物样品中的消除像差的能力。当存在像差的情况时,这种量子自适应光学是对生物样品进行成像的有力工具。

文献链接

Patrick Cameron et al. , Adaptive optical imaging with entangled photons. Science 383, 1142-1148 (2024).

DOI:10.1126/science.adk7825

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk7825

本文译自Science。

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