基于空间纠缠光子实现弱散射介质中的对比度增强成像
量子物理
2026-05-29 v1 光学
摘要
可以通过多种策略提高悬浮于弱散射介质中物体的图像对比度。常见方法是通过时域或空域滤波抛弃散射光子，优先检测直射光子。我们提出了一种不同的方法：利用时空纠缠光子对探测目标。我们表明，经过联合检测并对空间相关事件进行后选，可以隔离散射双光子与直射双光子，从而相对于单光子检测策略提高图像对比度，同时消除背景光事件。我们的预测通过数值仿真获得，并通过两种配置的实验得到验证：一种情况下两个光子均照射场景，另一种情况下仅一个光子照射场景。在两种情况下，相关后选都显示出在对比度上的提升，代价是由于事件数量较少导致的更高散粒噪声。后者可通过适当组合来自多个后选窗口的事件来部分补偿。我们的发现将使成像通过散射介质扩展到量子成像框架，适用于自适应光学、时域滤波和空间滤波在实际情况下不可行的情形。
引用
@article{arxiv.2605.28998,
title = {Contrast enhanced imaging through weakly scattering media with spatially entangled photons},
author = {James Hubble and Rojan Abolhassani and Alessio D'Errico and Nazanin Dehghan and Yishai Klein and Yingwen Zhang and Ebrahim Karimi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.28998},
year = {2026}
}