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中国科学技术大学教授、中国科学院院士郭光灿团队在红外上转换成像研究中取得新进展：该团队教授史保森、副教授周志远等人结合螺旋相衬技术，利用准相位匹配和频过程实现了红外图像到可见图像的上转换边缘增强成像，并且通过调控相位匹配实现了图像的视场增强。该项研究成果4月4日发表在应用物理期刊Physical Review Applied [Phys. Rev. Appl.11,044013（2019）]上。该项技术在生物成像、模式识别以及红外遥感等领域具有重要的潜在应用价值。 工作于红外波段的图像探测器普遍存在着灵敏度差、效率较低、价格昂贵等缺点。通过频率上转换的方法将红外图像信息转换到可见光波段，然后采用性能优、价格低的可见光波段图像探测器是解决红外图像探测的一种行之有效的方法。相衬增强成像技术是一种重要的图像处理技术，将螺旋相衬边缘增强技术与非线性和频过程相结合来实现红外图像信息的上转换边缘增强，对图像处理和探测具有重要的意义。史保森、周志远等长期从事结构光场的非线性频率转换相关研究，先后研究了涡旋光束的倍频、和频过程中的传输、演化和守恒特性[Opt. Express 22, 20198(2014); JOSAB 32, 407(2015); Sci Rep. 4, 5650(2014)]，并且发展了单光子结构光场的频率上转换探测技术[Light: Sci.& Appl. 5, e16019(2016); Phys. Rev. Lett. 117, 103601(2016)]。他们通过在上转换成像过程引入涡旋泵浦光，利用准相位匹配PPKTP晶体作为螺旋滤波和频率上转换介质，成功实现了红外光照射下物体边缘增强的上转换探测。同时，通过调控非线性过程中的相位匹配，实现了最高2.1倍的视场增强。实验结果与求解非线性耦合波方程数值模拟的结果很好地吻合。 论文第一作者为博士研究生刘世凯。通信作者为史保森、周志远。该工作得到科技部、国家自然科学基金委、中科院和安徽省的资助。
红外图像
图1. 上转换边缘增强成像原理图 郭光灿，男，1942年12月9日出生于福建惠安，量子信息学家，中国科学院院士，第三世界科学院院士，中国科学技术大学教授、博士生导师，量子信息重点实验室主任 。1965年郭光灿从中国科学技术大学本科毕业后留校任教，先后担任讲师、副教授、教授 ；1981年至1983年作为访问学者，前往加拿大多伦多大学学习；2003年当选为中国科学院院士，同年获得何梁何利基金科学与技术进步奖；2009年当选为第三世界科学院院士；2013年被评为CCTV年度科技创新人物。郭光灿主要从事量子光学、量子密码、量子通信和量子计算的理论和实验研究 史保森博士，男，教授，博士生导师。2007年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”。1998年毕业于中国科技大学物理系，获博士学位，导师郭光灿院士。1998年留校任教，在学校“211”工程的支持下负责筹建非线性光学实验室，并在此基础上建立量子信息实验室。所领导小组在国内率先制备了脉冲纠缠光子对。2001年四月-2004年十一月作为日本科学技术振兴事业机构研究员，在日本NEC基础研究所从事量子光学, 非线性光学和量子信息的理论和实验研究。并于2005年两次受邀在日本短期访问。申请人主持了6项国家自然基金（包括1项重点项目）及1项中科院项目，其中“局域网中量子密码的理论与实验研究”项目结题时被基金委信息部评为特优项目。作为执行负责人承担“９７３”项目“量子信息基本逻辑单元和关键器件的研究（2009.01-2010.12）”子课题（2009CB929601）以及“固态量子芯片研究（2011.01-2015.08）” 子课题一“窄带宽单光子源和量子存储和中继器研究（2011CBA200-01）”的研究任务。作为学术骨干参加了多项重大研究项目，如：基金委创新群体，先导专项等。已在包括Nature Photonics、Nature Communications、PRL、Sci. Rep.、PRA、Opt. Lett.、 Opt. Express、 New. J. Phys.、APL、JOSA-B等国内外著名学术刊物发表论文70余篇，SCI引用900余次，他引820余次。并撰写了并Springer出版社图书中Topics in Applied Physics, 102一章以及Nova出版社图书Horizons in World Physics. Volume 272中的一章。授权实用新型发明专利一项。
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发表于 2019-4-12 16:34:12
