Transmission area and two-photon correlated imaging
研究了无透镜系统中被成像物体的透射面积与其像的可见度之间的关系。结果表明，当透射面积以不同方式变化时，可见度的变化是不同的。通过增加狭缝数来增加透射率导致可见度降低。而当两条狭缝之间的距离一定时，狭缝宽度的变化是相反的。
2006-11-03 quant-ph
A theoretical scheme of thermal-light ghost imaging by $N$th-order intensity correlation
本文提出了一种基于$N$阶相关热光的鬼像成像理论方案。我们得到高斯薄透镜方程的鬼成像协议。我们表明，它是可能的产生$N-1$鬼图像的对象在不同的地方在一个非本地的方式通过一个高阶相关的成像过程与$N$第阶相关的热源和相关测量。我们研究了该方案中鬼像的可见性，得到了$N$阶相关热光鬼像可见性的上界。研究发现，当相关阶数变大时，鬼像的可见性可以显著增强。
2009-03-29 quant-ph
Correlated-Photon Imaging with Cancellation of Object-Induced Aberration
我们表明，最近讨论的像差抵消干涉仪的设备可以修改执行相关光子成像在所谓的“鬼”成像配置。对于特定平面附近的物体，图像没有物体引起的相位失真。该装置的显著特点是，它可以用于以可能导致有用的效果和应用的方式对两个对象的图像进行叠加。我们表明，该装置的工作原理使用量子纠缠或经典相关的光源。
2010-06-17 physics.optics quant-ph
Correlated imaging through atmospheric turbulence
研究了大气湍流背景下的相关成像，推导了湍流对图像分辨率影响的解析表达式。与直接成像相比，相关成像可以在一定程度上降低湍流的影响，重建高分辨率图像。数值模拟的结果是支持的，在其中的随机相位屏幕插入传播路径模拟的相干性引起的相位扰动。
2010-05-27 astro-ph.IM physics.optics quant-ph
Two-Photon Spiral Imaging with Correlated Orbital Angular Momentum States
介绍了相关双光子螺旋成像的概念。首先分析了关联光子对的联合轨道角动量谱。由光子对进行的互信息进行评估，它示出，当一个对象被放置在一个光束路径的互信息的值是强烈依赖于对象的形状，并密切相关的旋转对称的程度存在。分析了目标对OAM相关性的影响，提出了相关螺旋成像方法。我们首先提出了一个版本，使用参数下转换，其中纠缠的光子对具有相反的OAM值的产生，放置在一个光束的路径中的对象。然后，我们提出了一个经典的（相关的，但非纠缠）版本。讨论了经典组态与纠缠组态的相关问题和优点。提出了利用双光子OAM探测实现压缩成像，以较少的测量数据重建稀疏目标的前景。
2012-01-26 physics.optics quant-ph
Ghost imaging, quantum and classical aspects
我们分析表明，它是可能的，通过使用两个光束的经典相关分裂非相干热辐射进行相干成像。一个正式的类比证明两个这样的经典相关光束和两个纠缠光束产生的参量下转换。由于这种类比，经典光束可以定性地模拟纠缠光束的所有成像特性，甚至以迄今为止人们认为不可能的方式。一个关键特征是这些经典光束在近场和远场都是空间相关的。使用现实的数值模拟的准热和参数下转换源的性能被证明是非常相似的，无论是什么关系的分辨率和统计特性。本文的结果为讨论纠缠在关联成像中的作用提供了新的思路。
2004-05-11 quant-ph
Correlated-photon imaging at 10 volumetric images per second
本文提出一种结合混沌光光子数相关性与SPAD超快传感器阵列的单透镜相关全光成像方案，实现了每秒10个体积图像的采集速度，显著提升了相关光子成像的时间性能并证明其实际应用潜力。
2023-08-07 physics.optics quant-ph
High Capacity Imaging and Rotationally Insensitive Object Identification with Correlated Orbital Angular Momentum States
不使用位置空间中的传统测量，通过采用高维相关轨道角动量（OAM）状态进行物体识别，实现了超过每个光子一位的信息提取率。的相关性被证明是不敏感的目标对象的轴向旋转：一个对象的联合OAM符合频谱的信息结构是不变的，即使当对象经历随机旋转之间的每个测量。此外，OAM的相关性单独被证明是足够的完整图像重建的复杂，离轴的对象，和新的对象的对称性中观察到的阶段的OAM-对象的相互作用过渡幅度。互信息率的变化，由于离轴平移的光束场，进行了研究，它表明，对象的对称签名和信息率是独立的环境因素足够远离光束中心。结果激励动态扫描应用程序中的对称性和少量的非侵入性测量是理想的。
2014-12-14 quant-ph
Intensity correlations, entanglement properties and ghost imaging in multimode thermal-seeded parametric downconversion: Theory
我们解决的参数下转换播种多模赝热场。我们表明，这个过程可以用来产生多模成对关联态的纠缠特性，可以通过控制种子强度进行调谐。多模赝热场种子参数下转换代表了一种新的关联态源，它允许人们探索成对关联中的经典量子跃迁，并在实验尚未探索的制度中实现鬼成像和鬼衍射。
2007-07-13 quant-ph
Generation of spatially broadband twin beams for quantum imaging
我们利用热原子蒸气中的四波混频在相位不敏感行波放大器中产生了空间多模孪生光束。在3.5 MHz下测得的远场相干区域远小于该过程的角带宽，并且可以产生具有独立量子相关子区域的明亮孪生图像，几乎没有失真。可用的横向自由度形成一个高维希尔伯特空间，我们使用它来产生具有有限轨道角动量的量子关联孪生光束。
2007-11-21 quant-ph
Heralded single-pixel imaging with high loss-resistance and noise-robustness
非经典相关光子对成像在灵敏度和信噪比方面优于经典限制。然而，对于实际应用而言，实现对背景噪声和损失的强弹性仍然是一个挑战。在这项工作中，我们提出了预示单像素成像，这是非常强大的明亮的背景噪声和严重的信号损失。使用光子对和基于联合测量的成像方法之间的强时间相关性，我们实现了比信号大1000倍的噪声的抑制，并且还证明了与非时间选通经典成像相比，相关性引起的SNR增强因子超过200，对70倍的噪声和90%的信号损失。我们的工作使相关成像具有高度可扩展的光子容量。
2021-12-03 quant-ph
Diffraction-limited plenoptic imaging with correlated light
传统的光学成像面临着分辨率和景深（DOF）之间不可避免的权衡。为了提高分辨率，需要高数值孔径（NA），但相关的大角度不确定性导致可以置于锐聚焦的有限深度范围。几年前，全光成像技术被引入，以弥补这种权衡。为此，全光成像重建从透镜到传感器的光线路径。然而，由标准全光成像提供的改进是实用的而不是根本的：增加的D0F导致分辨率的成比例减小，远高于由透镜NA施加的衍射极限。在本文中，我们证明了相关测量能够将全光成像推到其分辨率和自由度的基本极限。也就是说，我们证明，以保持在衍射极限的成像分辨率，同时增加了7倍的景深。我们的研究结果代表了理论和实验基础的有效发展的前景广阔的应用全光成像。
2018-01-16 physics.optics quant-ph
Turbulence Mitigation in Phase-Conjugated Two-Photon Imaging
结果表明，相位共轭的相关双光子成像装置的一个手臂中的使用允许无失真的鬼成像通过随机变化的相移的区域。这些图像是由相关的光子对形成的，其方式是光子在通过介质期间获得的相干引起的相移成对抵消。
2011-06-26 physics.optics quant-ph
Miniaturized time-correlated single-photon counting module for time-of-flight non-line-of-sight imaging applications
针对飞行时间非视距成像系统小型化的实际需求，研发了一款四通道小型化时间相关单光子计数模块，搭配InGaAs/InP单光子探测器可在5 m成像距离下实现厘米级的三维成像分辨率。
2024-03-09 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Position-correlated biphoton wavefront sensing for quantum adaptive imaging
本文提出位置关联双光子夏克-哈特曼波前传感方法，通过微透镜阵列后焦平面质心分布重建相位，实现单次拍摄的量子自适应成像，实验验证了抗塑料薄膜扰动能力。
2025-09-09 physics.optics quant-ph
Fast Correlated-Photon Imaging Enhanced by Deep Learning
相关光子对具有很强的量子相关性，被用来为从生物成像到测距的各个领域带来量子优势。这种固有的非经典性质支持提取更多的有效信号，以建立光子限制的图像，即使在低通量水平，其中散粒噪声成为主导，因为光源降低到单光子水平。通过数值重建算法进行优化是可能的，但需要数千个光子稀疏帧，因此无法实时进行。在这里，我们提出了一种通过深度学习增强的实验性快速相关光子成像，展示了一种智能计算策略，以发现大数据中更深层次的结构。卷积神经网络被发现能够有效地解决与强散粒噪声和背景噪声（电子噪声，散射光）相关的图像逆问题。我们的研究结果填补了成像速度和图像质量之间不兼容的关键空白，将弱光成像技术推向实时和单光子水平，为现实生活中的深度学习增强量子成像开辟了一条道路。
2020-06-16 eess.IV physics.app-ph physics.optics
Two-photon interference with true thermal light
自上个世纪以来，纠缠光场的双光子干涉和“鬼”像因其非局域性和亚波长效应等新特性而引起了人们的广泛关注。最近，人们发现赝热光可以模拟纠缠光的某些效应。我们在这里报告的第一个观察到的双光子干涉与真正的热光。
2005-10-24 quant-ph
Quantum imaging of spin states in optical lattices
我们利用非共振光散射研究了光晶格中原子自旋空间分布的成像。我们演示了如何从原子散射空间相关的光可以导致自旋态图像与增强的空间分辨率。此外，我们展示了如何使用空间相关的光可以导致直接测量的原子自旋分布的空间相关性。
2010-07-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
A Quantum Imager for Intensity Correlated Photons
我们报告一种新的设备能够成像的二阶时空相关性g2（x，t）之间的光子。该成像仪是基于单片阵列的单光子雪崩二极管（SPAD）在CMOS技术和一个简单的算法来处理多光子到达时间分布从不同的SPAD对实现。它能够在室温下具有低至10光子/s的通量的80 ps的时间分辨率。一个重要的应用可能是局部成像的g2作为一种手段，确认真正的玻色-爱因斯坦宏观相干（BEC）腔激子极化激元的存在。
2008-11-06 quant-ph
Snapshot hyperspectral imaging with quantum correlated photons
高光谱成像（HSI）具有从环境监测到生物技术的广泛应用。目前的快照HSI技术都需要在空间和光谱分辨率之间进行权衡，因此无法同时在两者中实现高分辨率。此外，这些技术是资源低效的，大部分光子通过光谱滤波而丢失。在这里，我们展示了一个快照HSI技术，利用纠缠光子固有的强大的光谱时间相关性，使用修改后的量子鬼光谱系统，其中目标直接成像与一个光子和通过鬼光谱从合作伙伴光子获得的光谱信息。由于光谱仪仅使用相机边缘附近的几行像素，因此几乎没有牺牲光谱的空间分辨率。此外，由于不需要光谱滤波，所有光子都有助于HSI过程，使该技术更具资源效率。
2022-04-12 physics.optics quant-ph
EPR-based ghost imaging using a single-photon-sensitive camera
相关光子成像，通常称为重影成像，是一种由从未与物体相互作用的光形成图像的技术。在鬼像实验中，产生了两个相关的光场。其中一个场照亮物体，另一个场由空间分辨探测器测量。在量子机制中，这些相关光场由自发参量下转换产生的纠缠光子产生。迄今为止，所有的相关光子重影成像实验都是通过扫描单像素探测器的视场来获得空间信息。然而，扫描导致差的采样效率，其与图像中的像素数N成反比。在这项工作中，我们克服了这个限制，使用时间选通相机记录整个场景的单光子事件。我们获得高对比度的图像，90%，在图像平面或远场的光子对源，利用EPR的光子对的位置和动量的相关性。我们的图像包含大量的模式，>500，创造机会，在低光级成像和量子信息处理。
2013-08-05 physics.optics quant-ph
Metasurface imaging with entangled photons
等离子体激元和超材料最近被证明可以控制光的非经典状态并与之相互作用，考虑到这些系统中通常会遇到的高损耗，这是一个相当违反直觉的发现。在这里，我们展示了一系列的功能，允许与相关和纠缠的光子，用于照亮多个，叠加图案的等离子体元表面。相关光子允许非局部地确定成像的图案，或者替代地，对否则模糊的图像进行解扰。纠缠光子允许更重要的功能，由此压印在超表面上的图像仅在用纠缠光子之一照射时才单独可见。因此，功能超颖表面的相关单光子成像有望在量子信息协议中使用纳米结构亚波长薄器件方面取得进展。
2018-05-04 physics.optics quant-ph
Ghost imaging using homodyne detection
我们提出了一个理论研究的鬼成像的基础上产生的相关光束参量下转换，并使用平衡零差检测测量信号和闲频字段。我们分析表明，信号空闲相关包含完整的振幅和相位信息位于信号路径中的对象，无论是在近场和远场的情况下。为此，我们讨论了如何优化的光学设置在两个成像路径，包括关键点，关于如何工程的闲置本地振荡器的相位，以观察所需的正交正交分量的图像。我们指出的远场带宽和再现图像的近场分辨率之间的内在联系，由相关光束的源的带宽。然而，我们展示了如何规避这一限制，通过使用空间平均技术，大大提高了远场相关的成像带宽，以及加快收敛速度。考虑到泵浦脉冲的有限大小和持续时间的数值模拟的结果备份。
2004-02-21 quant-ph
Light-field microscopy with correlated beams for extended volumetric imaging at the diffraction limit
光场显微镜代表了一个有前途的解决方案，显微体积成像，由于其能够在一个单一的采集多个平面上编码信息。这是通过其独特的同时捕获光的空间分布和传播方向的信息来实现的。然而，与标准显微镜相比，最先进的光场显微镜遭受空间分辨率的有害损失。我们提出并实验证明了一个光场显微镜架构的基础上，光强度相关性，其中分辨率仅限于衍射。我们证明了我们的技术在重新聚焦三维测试目标和生物样本的聚焦平面的有效性。我们通过因子6相对于传统的显微镜，在相同的分辨率，并获得，从一个采集的相关图像，约$130,000$图像，所有从不同的角度来看，这样的多视角图像被用来重建$40$平面内的$1 \,\mathrm{mm}^3$样品与衍射有限的分辨率体素的$20 \times 20 \times 30\ μ\mathrm{m}^3$。
2021-10-02 physics.optics quant-ph
Imaging a chain of strongly correlated Rydberg excitations enabled by Förster-resonance-enhanced interaction
本文利用 Förster 共振增强偶极耦合的电磁诱导透明方案，实现 3 μs 内对单个 Rydberg 激发的原位单次吸收成像，并观测到激发链的反聚束与长程有序。
2025-09-29 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Imaging via Kurtosis-Difference Weighted Covariance on 2D Camera
Shandong Institute of Advanced Technology（山东先进技术研究院）
针对传统协方差方法在弱相关光子对提取中需要大量帧数的问题，提出利用峰度差加权协方差，在5000帧内实现对比度噪声比超过7，采集时间减少40倍。
2026-10-27 physics.optics quant-ph
On the use of superthermal light for imaging applications
本文分析两种超热光态在鬼成像中的优劣，发现其对比度更高但信噪比与热光相同，表明超热光在成像中优势有限。
2023-10-12 physics.optics quant-ph
Two-photon imaging and quantum holography
有人声称，“在成像系统中使用纠缠光子可以表现出任何其他双光子源无法模仿的效果，无论两个光子之间的相关性如何”[A]。F.阿布拉迪湾E. A. Saleh，A. V. Sergienko和M. C. Teich，Phys. Rev. Lett. 87，123602（2001）]。虽然我们相信引用的陈述是正确的，但我们表明，该论文中提出的方法，其中一个光子的“桶检测”，将给出与适当准备的经典相关态相同的纠缠态结果。
2002-11-19 quant-ph
Can quantum imaging be classically simulated?
自1995年以来，量子成像已经通过使用纠缠光子对来证明。物理学界将这些实验命名为“鬼像”、“量子密码传真”、“鬼干涉”等。最近，Bennink等人通过两个同向旋转的k矢量关联激光器模拟了“鬼”成像实验。经典模拟是否模拟了"幽灵"图像的量子方面？我们希望提供一个答案。事实上，模拟非常类似于当地现实主义的历史模型。这篇文章的目的是澄清两种实验背后的不同物理学，并解决EPR自1935年以来所关注的量子理论的基本问题。
2003-02-25 quant-ph
Subdiffraction Quantum Imaging with Undetected Photons
我们提出了一个非线性成像方案，克服了衍射极限，通过传输在一个波长的近场信息的相关光子与一个不同的波长通过自发光子对产生的远场信息。同时，该方案允许检索零背景的高对比度图像，使其成为具有亚衍射分辨率的具有挑战性的光谱范围内的小物体成像的高灵敏度方案。
2022-03-21 physics.optics quant-ph
Video recording true single-photon double-slit interference
如通常使用的，没有商业上可获得的相机具有足够低的暗噪声以在逐光子水平直接产生双缝干涉的视频记录，因为读出噪声显著地污染或干扰信号。在这项工作中，噪声水平显着降低打开相机只有当光子的存在已经预示着到达，在一个独立的检测器，通过参数下转换产生的时间相关的光子。这种触发方案提供了单光子杨氏双缝实验的直接视频成像所需的改进，允许这个基础演示的澄清版本。此外，我们介绍了这个实验的变化，旨在促进讨论的作用空间相干性在这样的测量。我们还强调了单光子测量的互补方面，其中成像产生（横向）位置信息，而衍射产生的横向动量，并强调了下转换光子之间的横向位置和动量相关性的作用，包括“鬼”成像和衍射的例子。这些视频可以在http://sun.iwu.edu/~gspaldin/SinglePhotonVideos.html在线访问。
2016-03-15 physics.ed-ph physics.optics quant-ph
Subdiffraction-limited quantum imaging within a living cell
我们报告两个亚衍射限制量子精密测量和量子增强空间分辨率的第一次在生物学方面。在量子增强光子力显微镜中，当纳米粒子扩散通过活细胞的扩展区域时，用量子相关光跟踪纳米粒子。这使得细胞内的空间结构能够以低至10 nm的长度尺度进行映射。与相干光实验相比，水中的对照实验显示出14%的分辨率增强。我们的研究结果证实了长期以来的预测，即量子相关光可以提高纳米尺度和生物学的空间分辨率。与最先进的量子光源相结合，这种技术提供了一种途径，使分辨率比类似的经典成像技术提高一个数量级。
2014-02-05 physics.bio-ph physics.optics quant-ph
Two-beam Coupling in the Production of Quantum Correlated Images by Four-wave Mixing
研究了不同成像几何条件下的双光束耦合对Rb原子蒸气四波混频产生强度差压缩的影响。最近提出的双种子技术可以消除种子四波混频过程中的经典噪声。然而，这种双播种技术，可以引入新的并发症，涉及2束不同的种子空间模式之间的原子蒸气耦合，并可以破坏压缩的原子线宽和以下的顺序上的频率。这使得使用这些系统的某些形式的量子成像变得复杂。在这里，我们表明，播种的4WM过程与斜射线可以消除多余的噪音所造成的2光束耦合。为了避免明亮的种子图像中的2光束耦合，重要的是在增益介质中重新成像物体，而不是通过它聚焦。
2021-05-06 physics.optics quant-ph
Reconfigurable phase contrast microscopy with correlated photon pairs
一个相敏显微镜技术的建议和证明，采用自发参量下转换固有的动量相关性。来自相关对的一个光子被聚焦到微观目标上，而另一个光子在傅立叶平面中被测量。这为撞击目标的每个光子提供了照明的位置和角度的知识，允许对用于形成图像的照明角度进行完全的后期制作控制。这种方法的多功能性展示了不对称照明和微分相衬成像，没有任何光束块或移动部件。
2022-12-21 physics.optics quant-ph
Ghost Imaging with Atoms
鬼成像是一种技术-首先在量子光学中实现-其中图像来自两个单独光束中粒子之间的交叉相关。一个光束穿过物体到达桶（单像素）检测器，而第二个光束的空间轮廓由高分辨率（多像素）检测器测量，但从不与物体相互作用。两个探测器都不能独立地重建图像。然而，到目前为止，鬼成像只证明了光子。在这里，我们报告的第一个实现鬼成像的对象使用大质量粒子。在我们的实验中，这两个光束是由超冷亚稳态氦原子的相关对形成的，源于两个碰撞的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）通过$s$波散射。我们使用高阶Kapitza-Dirac效应来产生所需的大量相关原子对，从而能够创建具有良好可见性和亚毫米分辨率的鬼像。未来的扩展可能包括幽灵干扰以及EPR纠缠和贝尔不等式的测试。
2016-07-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Position Correlation Enabled Quantum Imaging with Undetected Photons
研究通过光子位置关联而非动量关联实现未探测光子量子成像（QIUP）的互补方案，提出通用理论并证明两者所得图像性质显著不同。
2021-01-07 physics.optics quant-ph
Toward real-time quantum imaging with a single pixel camera
通过测量铷蒸气中四波混频产生的多空间模孪生光束的逐帧量子噪声降低，我们提出了一个实时量子成像研究的工作台。利用这种压缩光源的多个空间模式，我们利用空间光调制器来选择性地将来自每个双光束的量子相关模式的宏像素传递到高量子效率的平衡检测器。在微光成像应用中，用单像素相机测量各个空间模式和空间模式的宏像素之间的量子相关性的能力将促进具有低于光子散粒噪声极限的灵敏度的压缩量子成像。
2013-03-15 physics.optics quant-ph
Comparative analysis of signal-to-noise ratio in correlation plenoptic imaging architectures
相关全光成像（CPI）是一种利用相关光源的特殊性质的无扫描衍射限制的三维光学成像技术。CPI已被进一步扩展到感兴趣的显微镜，如荧光或散射物体的样品，在一个修改后的架构命名为相关光场显微镜（CLM）。有趣的是，实验表明，CLM的噪声性能比原始CPI方案有显著改善，从而获得更好的图像和更快的采集速度。在这项工作中，我们提供了一个理论基础，这样的优势，通过调查的信号-噪声和信号-背景比的CLM和原始CPI设置的属性。
2022-06-27 physics.optics quant-ph
Imaging of X-ray Pairs in a Spontaneous Parametric Down-Conversion Process
本研究利用二维像素探测器首次直接成像了X射线自发参量下转换过程中的光子对分布，揭示了符合光子对的环形结构和空间关联，并以约4,100对/小时的速率观测到能量反关联，推动了X射线量子成像技术的发展。
2023-10-19 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Ghost imaging with engineered quantum states by Hong-Ou-Mandel interference
传统的鬼成像实验利用光的相关状态之间的位置相关性。这些相关性直接发生在自发参量下转换（SPDC）中，并且在这种情况下，用于鬼像成像的双光子状态是对称的。在这里，我们使用反对称态进行鬼成像，通过Hong-Ou-Mandel干涉工程双光子态对称性。我们使用对称和反对称的状态，并显示鬼成像设置配置的结果，在对象图像旋转取决于所选择的状态。此外，物体和成像臂采用空间光调制器进行投影的全数字控制，能够动态地改变测量技术和所研究状态的空间特性。最后，我们提供了一个详细的理论，解释了报告的意见。
2019-07-24 physics.optics quant-ph
Nearest-Neighbor Detection of Atoms in a 1D Optical Lattice by Fluorescence Imaging
我们克服了稀疏填充一维光晶格中中性原子荧光成像的衍射极限。在433 nm的周期，我们可靠地推断两个原子的分离到最近的邻居。我们观察到光诱导的原子占据相同的晶格位置的损失，而在相邻的晶格位置的原子，没有损失，由于光诱导的相互作用发生。我们的方法指向光晶格系统中的相关量子态的表征与填充因子高达一个原子每个晶格网站。
2009-02-06 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
