اخیراً پژوهشگرانی از اسکاتلند در مجله Optics Express، نشان داده‌اند که با بهره‌گیری از تداخلسنجی دوفوتونی به پیروی از درهمتنیدگی کوانتومی قادرند برخلاف لیدارهای کلاسیکی مرسوم تصاویر با جزیئات میلی‌متری را ثبت نمایند. چنین دقت‌های میکرونی عموماً توسط روش مقطع‌نگاری یا توپوگرافی همدوس (OCT) که برای تصویربرداری از بافت‌های بیولوژیکی و یا اجسام کوچک در فواصل نزدیک استفاده می شود حاصل می شود؛ حال آنکه با معرفی لیدار مزبور که مبتنی بر تداخل دوفوتونی می باشد چنین وضوخ و دقتی را در سامانه‌های لیداری بلند بُرد نیز میتوان محقق کرد بطوریکه قادر باشد حتی جزئیات و ویژگی‌های چهره و صحنه مورد نظر را نیز ثبت کند. این پژوهشگران نشان داده‎‌اند که قادرند حتی سطوح منعکس‌کننده ضعیف همچون شیشه حتی با سطحی کمتر از 2 میلی‌متر را با وضوح میکرونی تشخیص دهند که هرگز یک لیدار کلاسیکی قادر به تشخیص آن نمی باشد؛ لذا، می تواند برای کاربردهای خاصی همانند شناسایی چهره و ردیابی استفاده شود. در عمل، ابتدا میتوان به کمک یک لیدار معمولی محل مورد نظر را مشخحص کرد؛ سپس برای استخراج جزئیات به کمک لیدار همدوس دوفوتونی معرفی شده تصاویر با جزیئات بالا را تهیه کرد.

 وقتی دو فوتون بطور همزمان به یک باریکه‌شکن نوری می رسند بنوعی با یکدیگر همبسته می شوند و یا اینکه درهمتنیده می شوند؛ چنین اتفاقی با درجه همبستگی پایین‌تر برای باریکه نور کلاسیکی نیز می‌افتد. این ویژگی امکان تعیین بسیار دقیق زمان ورود یک فوتون به آشکارساز را بواسطه ماینیتور کردن زمان همفرودی دو فوتون همبسته به آشکارساز فراهم می‌آورد. اطلاعات دقیق زمان رسیدن فوتون‎‌ها و اختلاف آنها با مرجع زمان ارسالی متناسب با دقت و عمق نفوذ زیاد و متعاقباً بازسازی تصاویر 3بعدی با وضوح بسیار بالا است. استفاده از روش مذکور منجر به تهیه نقشه و توپوگرافی از یک سکه با دقت و عمق و نفوذ 7 میکرون شده است که مؤید این مطلب است که روش معرفی شده برای مثال می‌تواند جزئیات لازم برای تشخیص ویژگی‌های کلیدیِ چهره یا سایر تفاوت‌های بین افراد را ضبط نماید. بکارگیری روش معرفی شده در مقیاس تکفوتونی و بهره‌گیری از آمار کوانتومی شمارش فوتون‌ها میتواند حتی منجر به دقت و عمق نفوذ بسیار بالاتر شود. بعلاوه، این روش میتواند منجر به بهبود روش‌های تصویربرداری non-line-of-sight و یا تصویربرداری‌ از محیط‌های بشدت پراکننده شود.

چیدمان آزمایشگاهی لیدار تداخل دوفوتونی به همراه نقشه 3 بعدی حاصل از آن.

Link: https://phys.org/news/2022-07-quantum-inspired-approach-lidar-resolution.html

تهیه‌کننده‌خبر: علی معتضدی‌فرد (motazedifard.ali@gmail.com)