Teadlased kasutavad kvantfüüsika omadusi, et mõõta mikroskoopiapiltide moonutusi ja luua teravamaid pilte.
Praegu korrigeeritakse kujutise moonutusi, mis on põhjustatud proovi vigadest või optiliste komponentide ebatäiuslikkusest põhjustatud aberratsioonidest, kasutades protsessi, mida nimetatakse adaptiivseks optikaks. Tavaline adaptiivne optika tugineb proovis tuvastatud heledale laigule, mis toimib aberratsioonide tuvastamisel võrdluspunktina (juhttäht). Sellised seadmed nagu ruumilise valguse modulaatorid ja deformeeritavad peeglid kujundavad seejärel valgust ja korrigeerivad neid moonutusi.
Proovide jaoks, mis ei sisalda loomulikult heledaid laike (ja mida ei saa fluorestsentsmarkeritega märgistada), on välja töötatud pildipõhised mõõdikud ja töötlemistehnikad. Need lähenemisviisid sõltuvad pildistamisviisist ja valimi olemusest. Teisest küljest saab kvantabiga optikat kasutada teabele juurdepääsuks aberratsioonide kohta, sõltumata pildistamisviisist ja proovist.
Teadlased Glasgowi ülikool, Cambridge'i Ülikool ja CNRS/Sorbonne'i ülikool mõõdavad aberratsioone takerdunud footonipaaride abil.
Kvantpõimumine kirjeldab osakesi, mis on omavahel seotud sõltumata nendevahelisest kaugusest. Kui takerdunud footonid puutuvad kokku aberratsiooniga, kaob või moondub nende korrelatsioon. Selle korrelatsiooni mõõtmine, mis sisaldab sellist teavet nagu faas, mida tavapärase intensiivsusega pildistamisel ei tabata, ja seejärel selle korrigeerimine ruumilise valguse modulaatori või sarnaste seadmete abil võib parandada tundlikkust ja pildi eraldusvõimet.
„Minu arvates on [sellel projektil] kaks aspekti väga põnevad: seos, mis on põimumise põhiaspekti ja teie tugeva korrelatsiooni vahel; ja see, et see võib praktikas kasulik olla,” ütleb Hugo Defienne, projekti CNRS-i vanemteadur.
Meeskonna seadistuses luuakse õhukeses kristallis spontaanse parameetrilise allamuundamise teel takerdunud footonipaarid. Korrelatsioonivastased footonipaarid saadetakse proovi kaudu, et see kaugemal väljal kujutada. Elektronide kordamise laenguga seotud seadme (EMCCD) kaamera tuvastab footonite paare ja mõõdab footonite korrelatsioone ja tavapärase intensiivsusega pilte. Seejärel kasutatakse footoni korrelatsioone pildi fookusesse toomiseks, kasutades ruumilise valguse modulatsiooni.
Uurijad demonstreerisid bioloogiliste proovide (mesilase pea ja jalg) abil oma juhttähtedeta adaptiivset optikat. Nende tulemused näitasid, et korrelatsioone saab kasutada kõrgema eraldusvõimega kujutiste saamiseks kui tavaline ereda välja mikroskoopia.
"Ma arvan, et see on ilmselt üks väheseid kvantkujutiste skeeme, mis on väga lähedal millelegi, mida saab praktikas kasutada, " ütleb Defienne.
Põimunud footonid näevad läbi poolläbipaistvate materjalide
Seadistuse laialdase kasutuselevõtu nimel töötades integreerivad teadlased seda nüüd peegeldusmikroskoobi konfiguratsioonidega. Pildistamise aega, mis on praegu selle tehnika peamine piirang, saab lühendada alternatiivsete kaameratehnoloogiatega, mis on saadaval kaubanduslikeks ja teadusuuringuteks.
"Teine tulevikusuund, mis meil on, on aberratsiooni korrigeerimine mittekohalikul viisil, " ütleb Defienne. See tehnika jagaks paaris footonid, saates ühe mikroskoobi ja teise ruumilise valguse modulaatorisse ja kaamerasse. See lähenemisviis looks tõhusalt aberratsiooni, mis on korrelatsioonis tavapärase intensiivsusega kujutisega, et jõuda fokuseeritud ja kõrge eraldusvõimega kujutiseni.
Uurimustöö on avaldatud aastal teadus.
- SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
- PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
- PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
- PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
- PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
- Allikas: https://physicsworld.com/a/entangled-photons-enhance-adaptive-optical-imaging/
