使用 CMOS 相机实现空间纠缠光子对的像面探测

由自发参量下转换产生的空间纠缠光子对（双光子）为量子成像提供了独特的机会，但像面双光子关联很难用基于相机的探测器观测到。以往基于相机的双光子成像实验依赖于光子计数探测，这需要在光子稀疏区域深处操作，并要求极低的暗计数率。在此，我们演示了使用在线性模式下运行的传统科学 CMOS 相机，在像面和光瞳面（也分别称为“近场面”和“远场面”）上探测空间双光子联合概率分布。我们在介观强度水平下工作，对应的光子通量比典型的光子计数方法高出约四个数量级。从测量的像面和光瞳面关联中，我们观察到了与 EPR 型纠缠见证一致的位置和动量关联。一种为像面成像量身定制的关联分析抑制了探测器伪影和强度波动，使得能够用显著更少的帧数进行采集。我们的结果表明，空间纠缠光成像可以用标准成像硬件高效执行，将量子成像技术扩展到了光子计数领域之外。