项目名称: 基于光子轨道角动量纠缠的压缩“鬼”成像研究

项目编号: No.61271238

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 赵生妹

作者单位: 南京邮电大学

项目金额: 75万元

中文摘要: 近年来,"鬼"成像是量子光学领域的前沿和热点之一,能够在没有物体的参考光路获得物体清晰图像。基于量子纠缠"鬼"成像可突破经典衍射极限,具有高分辨率和高可见度,有广阔的应用前景。量子"鬼"成像在实现时会遇到光子数少和低检测效率的困惑,成像时间较长。本项目拟将信息处理领域中压缩感知(CS)这种先进的信号处理方法和量子光学领域中轨道角动量(OAM)态这一重要的理论和技术相结合来研究"鬼"成像,是信息处理、量子光学领域交叉课题。在已有实验平台上,借助码分多址等多用户通信概念,利用OAM态正交性和量子态线性叠加性,设计和实现多态叠加OAM调制/解调算法;在此基础上,利用CS理论设计基于CS的OAM纠缠"鬼"成像最优方案,理论上探索成像时间短、分辨率高,可适用于多灰度、多色彩的新型成像方法和技术,并在实验上实现。本项目研究结果将对分布式图像处理、分布式感知及通信方案等的研究具有重要理论意义和实用价值。

中文关键词: 鬼成像;压缩感知;轨道角动量;量子纠缠;光学加密

英文摘要: Ghost imaging is currently a hot topic in quantum optics. At the idler path, one can obtain a clear image of an object, when there is no information of the object in the path. Quantum ghost imaging using entangled-photon could exceed the diffraction limit, has high solution and high visibility. Therefore, it will have an extensive usage in optically harsh (difficult to be reached) or noisy environments. However, it will cost a long time to obtain an image in the existed quantum ghost imaging scheme due to low photon flux and resource-inefficient transverse detection. In the proposal, we will do research on quantum ghost imaging by taking advantange of compressed sensing (CS), the advanced signal processing method in information processing area, and orbital angular momentum (OAM) states, the crutial theory and experimental technique in quantum optics. Using the multiplexing concept from code-division multiple access in modern communcations, we will first propose a multiple-mode superposition modulation/ demodulation method with the properties of OAM states and the linear superpostion theorem for quantum states. Based on the method, we will design a scheme of compressive quantum ghost imaging using OAM. The scheme using entangled photons with OAM and using CS algorithm will provide a high-resoltion images with a s

英文关键词: ghost imaging;compressed sensing;orbital angular momentum;quantum entanglement;optical encryption

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