量子扫描合成光学全息术：用量子光实现中红外成像新突破
【前沿科学转载】
合成光学全息术（Synthetic Optical Holography, SOH）是扫描光学显微镜领域的一项重要技术，它将全息重建引入扫描显微镜，实现了通过逐点采集进行定量相位成像。然而，这一技术此前一直局限于经典光学领域。7月17日发表于arXiv的最新论文将该概念拓展到了量子领域。
来自瑞士弗里堡大学的Josué R. León-Torres、Byron Caiza等研究人员提出了”量子扫描合成光学全息术”（Quantum Scanning Synthetic Optical Holography），将SOH与”不可见光量子成像”（Quantum Imaging with Undetected Light, QIUL）相结合。该系统通过在被探测物中引入受控合成相位载波，利用中红外（MIR）光子探测物体，而仅需检测其可见光光子伙伴即可重建图像。
研究团队在二元样品、透明样品和生物样品上演示了这一方法。其核心优势在于：中红外波段包含丰富的分子振动指纹信息，对生物医学和材料科学至关重要，但中红外探测器通常昂贵且噪声大。量子扫描合成光学全息术通过量子关联将中红外成像问题转化为可见光检测问题，利用可见光探测器的成熟技术（高灵敏度、低噪声、高帧率）来获取中红外的振幅和相位信息。
实验结果显示，该方法在多种样品上均能成功重建振幅和相位图像，验证了量子全息技术在扫描显微镜中的可行性。这一工作将量子成像与扫描显微术结合，为开发新型中红外量子显微镜铺平了道路，在生物组织无损检测、半导体缺陷分析和材料表征等领域具有广阔的应用前景。
来源：
📄 arXiv:2607.16176 — “Quantum scanning synthetic optical holography”
👥 作者：Josué R. León-Torres, Byron Caiza, Nadia Baumann, Sebastian Töpfer, Anna Mühlig
🏷️ 分类：physics.optics
📅 提交日期：2026-07-17
