基于未探测光子的中红外高光谱成像
光学
2025-07-14 v2 量子物理
摘要
基于未探测光子的传感已成为一个充满活力、应用驱动的研究领域，尤其关注中红外波段。由于中红外包含具有高度特异性和强分子吸收特征（通常称为指纹）的光谱带，因此可以检测和定量分析多种不同样品及其成分。将这种本质上无样品改变的 spectroscopic 方法与成像能力相结合，可形成一种用于环境监测和生物医学应用的强大技术，该技术能够实现自动化诊断，同时省去耗时且不可逆的标记步骤。为了规避最先进的中红外高光谱显微仪器在成本、复杂性、功耗和性能方面的缺点（这些缺点与中红外相机以及低噪声、宽带中红外光源的技术挑战相关），我们在此构建了一个概念验证型非线性干涉仪，采用宽场成像配置，并结合通过逐像素量子傅里叶变换红外光谱实现的高分辨率光谱采集。在覆盖重要CH伸缩带的2300-3100 cm宽带范围内，我们进行了高光谱成像，同时解析了3500个空间模式，每个模式的光谱分辨率为10 cm，总共利用了约10个时空纠缠光子模式。我们的图像采集使用商用百万像素sCMOS相机，而唯一必要的光源是一台中功率、紧凑型连续波泵浦激光器。
引用
@article{arxiv.2507.07861,
title = {Mid-IR hyperspectral imaging with undetected photons},
author = {Marlon Placke and Chiara Lindner and Felix Mann and Inna Kviatkovsky and Helen M. Chrzanowski and Hendrik Bartolomaeus and Frank Kühnemann and Sven Ramelow},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.07861},
year = {2025}
}