Schema dell'interferometro di intensità cromatica. Credito:LIU Luchuan et al
Gli interferometri sono ampiamente utilizzati in varie tecniche di imaging ad alta risoluzione spaziale per estendere il limite di diffrazione. Però, i metodi interferometrici convenzionali funzionano solo quando i fotoni hanno la stessa lunghezza d'onda.
I ricercatori dell'Università della scienza e della tecnologia della Cina (USTC) dell'Accademia cinese delle scienze hanno costruito un interferometro di intensità cromatica mediante una guida d'onda di niobato di litio (PPLN) a polarità periodica e hanno misurato con successo due sorgenti laser molto vicine di diverse lunghezze d'onda. Questo lavoro è stato pubblicato in Lettere di revisione fisica .
Nel 2016, Frank Wilczek, un premio Nobel, e i suoi colleghi hanno teoricamente proposto che fotoni di diverse lunghezze d'onda potessero entrare nel rivelatore per interferire ed estrarre le informazioni di fase attraverso l'introduzione di un rivelatore di cancellazione del colore, che si basava sulla conversione di frequenza in un interferometro di intensità. Questa nuova tecnica fu poi chiamata interferometria dell'intensità cromatica.
Successivamente, Il gruppo del Prof. PAN Jianwei ha costruito rivelatori a singolo fotone con la guida d'onda PPLN creata dal Jinan Institute of Quantum Technology. Sulla base di ciò, hanno dimostrato la tecnica dell'interferenza dell'intensità in laboratorio.
Per verificare l'immagine ad alta risoluzione spaziale dell'interferometria di intensità cromatica, i ricercatori hanno effettuato una serie di esperimenti sul campo. Utilizzando due laser a pompa di diverse lunghezze d'onda (rispettivamente 1063,6 nm e 1064,4 nm) per pompare una coppia di guide d'onda PPLN parallele, realizzarono rivelatori di cancellazione del colore che non potevano distinguere tra fotoni di 1063,6 nm e 1064,4 nm.
Con i due rilevatori, hanno installato due telescopi per costruire un interferometro di intensità con una lunghezza della linea di base di 80 cm. Dopo aver misurato con i telescopi la distanza tra due sorgenti laser separate di 4,2 mm a una distanza di 1,43 km, hanno proposto un metodo di adattamento di fase per ottenere la distanza angolare tra le due sorgenti laser. Sorprendentemente, i risultati hanno superato di circa 40 volte il limite di diffrazione di un singolo telescopio, dimostrando che l'interferometria dell'intensità cromatica aveva una risoluzione spaziale maggiore.
Con l'impostazione della lunghezza d'onda multipla, questa tecnica amplia l'applicazione dell'interferometria di intensità a diversi campi come l'osservazione astronomica, telerilevamento spaziale, e rilevamento di detriti spaziali.