خلاصه خبر:
محققان کره حسگر کوانتومی جدیدی ساختند که از فوتون های درهم تنیده برای اندازه گیری اغتشاشات فروسرخ (IR) با استفاده از نور مرئی استفاده میکند.این بر محدودیت های آشکارسازهای IR موجود غلبه میکند. این حسگر فوتون مرتبط با درهم تنیدگی کوانتومی را به جای فوتونی که با هدف تعامل میکند، اندازه گیری میکند. همچنین یک تداخل سنج هیبریدی اجرا شد که میتواند با نیازهای اندازه گیری مختلف سازگار شود. آزمایش با موفقیت تصاویر سه‌بعدی IR را از داده‌های محدوده مرئی بازسازی کرده و آنالیز سه‌بعدی غیر مخرب، بیومتری و اندازه‌گیری ترکیب گاز را امکان‌پذیر کردند. این پیشرفت در حسگری کوانتومی یک راه کارآمد و مقرون به صرفه برای اندازه گیری نوری IR ارائه میدهد.
توضیحات تکمیلی:
موسسه تحقیقاتی استانداردها و علوم کره (KRISS) یک فناوری پیشگامانه حسگر کوانتومی را توسعه داده است که اندازه گیری اختلالات فروسرخ (IR) را با استفاده از نور مرئی امکان پذیر می کند. این پیشرفت با استفاده از پدیده درهم تنیدگی کوانتومی امکان پذیر می شود، جایی که جفت فوتون ها بدون توجه به فاصله شان، یک حالت کوانتومی مرتبط را به اشتراک می گذارند.
در این روش، "حسگر کوانتومی فوتون شناسایی نشده" از دو منبع نور برای بازسازی این درهم تنیدگی کوانتومی استفاده می کند. حسگر به جای اندازه‌گیری مستقیم فوتونی که با هدف برهم‌کنش میکند و به عقب بازمی‌گردد (فوتن «تشخیص داده نشده»)، فوتون دیگر را در جفت درهم‌تنیده اندازه‌گیری میکند تا اطلاعاتی درباره هدف به دست آورد. این رویکرد بر محدودیت‌های آشکارسازهای فوتونی با کارایی بالا، که عمدتاً محدود به طیف نور مرئی هستند، غلبه میکند.
حسگر KRISS یک تداخل سنج هیبریدی را پیاده سازی می کند که می تواند مسیرهای نور را به صورت انعطاف پذیر تنظیم کند تا اهداف اندازه گیری مختلف را در خود جای دهد و مقیاس پذیری را بهبود بخشد. آزمایش‌ها با موفقیت تصاویر سه‌بعدی IR را از اندازه‌گیری‌های انجام‌شده در محدوده مرئی بازسازی کرده‌اند که توانایی حسگر را برای آنالیز ساختار سه‌بعدی غیرمخرب، بیومتری و آنالیز ترکیب گاز نشان میدهد.
این تحقیق نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در حسگری کوانتومی است. با استفاده از آشکارسازهای نور مرئی برای اندازه‌گیری حالت‌های نور IR، سنسور اندازه‌گیری نوری مادون قرمز کارآمد و مقرون‌به‌صرفه را فراهم میکند و به یک چالش حیاتی در این زمینه رسیدگی میکند. تیم KRISS همچنین یک آنالیز نظری از عوامل کلیدی عملکرد ارائه کرده و اثربخشی سنسور را به صورت تجربی تایید کرده است.
با نگاهی به آینده، هدف محققان بهبود بیشتر زمان اندازه‌گیری و وضوح حسگر است و راه را برای کاربردهای عملی این فناوری مبتنی بر اپتیک کوانتومی هموار میکند. این پیشرفت، پتانسیل پدیده‌های کوانتومی را برای فعال کردن قابلیت‌های اندازه‌گیری و تصویربرداری جدید که قبلاً توسط رویکردهای سنجش نوری مرسوم محدود شده بود، برجسته میکند.
منبع
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2058-9565/ad124d
