Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Obrazowanie kwantowe

Romaniuk Ryszard S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2023

|

Vol. 64, Nr 1

15--24

PL

Informacyjne techniki kwantowe obejmują obok komputingu kwantowego także obrazowanie kwantowe (OK). Obrazowanie kwantowe jest jednocześnie fragmentem optyki kwantowej. Podobnie do obrazowania klasycznego, obrazowanie kwantowe jest procesem który zawiera warstwę sprzętową, po stronie nadawczej i odbiorczej, i warstwę programistyczną, jak akwizycji obrazu, czyli np. oświetlenia/prześwietlenia lub nie obiektu, identyfikacji scenerii, detekcji odpowiedniego fragmentu sceny, zapisu danych, transmisji danych, przetwarzania. Większość z tych elementów procesu obrazowania może mieć charakter kwantowy. Jeśli scena jest oświetlona to światło może być nieklasyczne kwantowe, sub-Poissonowskie. Scenę można oświetlać także deterministycznymi pojedynczymi fotonami lub parą fotonów splątanych z zastosowaniem techniki fotonu zwiastowanego. Po stronie odbiorczej w obrazowaniu kwantowym można stosować fotodetektory i kamery jednofotonowe. Kwantowe dwufotonowe obrazowanie koincydencyjne tworzy obraz przez łączenie informacji z dwóch detektorów: wysokorozdzielczej matrycy CCD nie obserwującej obiektu i jednopikselowego detektora obserwującego obiekt. Para splątanych fotonów jest detekowana przez oba detektory jednocześnie. Jeden foton z pary, sygnałowy, pada na obiekt, oddziałuje z nim, i następnie jest rejestrowany przez detektor jednopikselowy. Drugi foton pary, zwiastowany, podąża inną drogą optyczną do detektora CCD. Klasyczna metoda obrazowania koincydencyjnego używa skorelowanych wiązek koherentnych bez wykorzystania splątania fotonów. Korelacyjne obrazowanie kwantowe redukuje SNR. W kwantowym obrazowaniu fluorescencyjnym, a także z zastosowaniem fali materialnej de Broglie np. z atomami He, możliwe jest obejście klasycznego ograniczenia Rayleigha-Abbego rozdzielczości obrazu optycznego tylko do 200 nm. Osiągane rozdzielczości obrazowania kwantowego są na poziomie pojedynczych nm.

EN

Quantum information techniques include, aside from quantum computing, also quantum imaging (QI). Quantum imaging is also a part of quantum optics. Similar to classical imaging, quantum imaging is a process that includes a hardware layer, on the transmitting and receiving side, and programmatic layer like: image acquisition, i.e. lighting/trans illumination of an object, identification of the scenery, detection of the appropriate part of the scene, data recording, data transmission, processing. Most of these elements of the imaging process can be quantum in nature. If the stage is lit, the light may be non-classical quantum, sub-Poissonian. The scene can also be illuminated with deterministic single photons or a pair of entangled photons using the heralded photon technique. On the receiving side, in quantum imaging, photodetectors and single-photon cameras can be used. Quantum two-photon coincidence imaging (ghost imaging) creates an image by combining information from two detectors: a high-resolution CCD not observing the object and one-pixel detector that observes the object. A pair of entangled photons is detected by both detectors simultaneously. One photon from the pair, the signal photon, falls on the object and is then registered by a one-pixel detector. The second photon of the pair, heralded, follows a different optical path to the CCD detector. The classical method of coincidence imaging uses correlated coherent beams without the use of photon entanglement. Correlational quantum imaging reduces the SNR. In quantum fluorescence imaging, as well as using de Broglie material waves with Helium atoms, it is possible to circumvent the classic Rayleigh-Abbe limitation of the optical image resolution to 200 nm. The obtainable resolutions of quantum imaging reach the level of single nm.

2

Biofotonika klasyczna i kwantowa : substancje, zjawiska, instrumentarium. Cz. 1, Obszary badawcze, korelacje i procesy

Romaniuk Ryszard

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2023

|

Vol. 64, Nr 3

4--24

PL

Postępy w funkcjonalizacji zjawisk kwantowych, co ujęto w dyscyplinę określaną jako informacyjne techniki kwantowe ITK, stanowią istotny element rozwoju zupełnie odmiennych dyscyplin, w tym biofotoniki kwantowej. Jednym z ważnych technik badawczych w biologii jest wykrywanie słabego światła używanego w systemowych badaniach biologicznych, testach biologicznych, bioprodukcji, a także w diagnostyce medycznej. Opanowanie technik generacji na żądanie, a szczególnie detekcji pojedynczych fotonów, w połączeniu z kwantowo-optycznymi metodami przetwarzania danych otwarło fundamentalnie nowe fotoniczne możliwości metrologiczne związane z obserwacją warunków zjawisk bio-optycznych w pojedynczej molekule. W tym właśnie obszarze ultra-precyzyjnych optycznych pomiarów pojedynczej molekuły została przyznana Nagroda Nobla z Chemii w roku 2014 - super-rozdzielcza mikroskopia fluorescencyjna. Od tego czasu badania i zastosowania w obszarze biofotoniki kwantowej znacznie rozszerzyły się, obejmując wiele technik mikroskopowych, tomograficznych, obrazowania, ultra-czułej detekcji biochemicznej, ultra-precyzyjnej fotonicznej manipulacji molekularnej. Biofotonika kwantowa rozwija się dynamicznie jako wspólny obszar biologii kwantowej i optyki kwantowej. Poprzez wyposażenie instrumentalne, pomiarowe i aplikacyjno-funkcjonalizujące, biofotonika kwantowa jest ściśle związana z takimi dyscyplinami jak inżynieria biomedyczna, fizyka biomedyczna, biochemia, metrologia optyczna i elektroniczna oraz ICT.

EN

Advances in the functionalization of quantum phenomena, which are now included in the discipline known as quantum information techniques, constitute an important element in the development of completely different disciplines, including quantum biophotonics. One of the important research techniques in biology is the detection of low light used in system biological research, bioassays, bioproduction as well as in medical diagnostics. Mastering the techniques of generation on demand, and especially the detection of single photons, combined with quantum-optical methods of data processing, opened fundamentally new photonic metrological possibilities related to the observation of the conditions of bio-optical phenomena in a single molecule. It was in this area of ultra-precise optical measurements of a single molecule that the Nobel Prize in Chemistry in 2014) super-resolved fluorescence microscopy) was awarded. Since then, research and applications in the field of quantum biophotonics have significantly expanded to include many techniques of microscopy, tomography, imaging, ultra-sensitive biochemical detection, and ultra-precise photonic molecular manipulation. Quantum biophotonics is developing dynamically as a common area of quantum biology and quantum optics. Through instrumental, measuring and application-functionalizing equipment, quantum biophotonics is closely related to biomedical engineering, bio- medical physics, biochemistry, optical and electronic metrology, and ICT.

3

Rozwój nauk optycznych w kraju

Romaniuk R. S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 8

93-98

PL

Środowisko naukowe i techniczne optyki, fotoniki i optoelektroniki jest zgrupowane w kraju w kilku organizacjach. Są to Polskie Stowarzyszenie Fotoniczne (PSP), Polski Komitet Optoelektroniki SEP, Sekcja Fotoniki KEiT PAN, Klub Laserowy na WAT oraz Sekcja Optyki PTF. Każde z tych środowisk posiada nieco odmienną specyfikę. PSP wydaje kwartalnik Photonics Letters of Poland, stymuluje współpracę międzynarodową i organizuje konferencje w czasie targów przemysłowych fotoniki. PKOpto organizuje dyplomowe konkursy dydaktyczne z dziedziny fotoniki. KEiT PAN patronuje krajowym konferencjom dziedziny techniki laserowej, światłowodów oraz zastosowaniom fotoniki. SO-PTF podjęła się ostatnio organizacji cyklicznej „Polskiej Konferencji Optycznej". Trzecia edycja tej konferencji PKO'2013 odbyła się w Sandomierzu w dniach 30 czerwca – 4 lipca br. Konferencja obejmuje następującą tematykę naukową i techniczną: optyka kwantowa i nieliniowa; fizyka, optyka i technologia laserów oraz innych źródeł promieniowania spójnego; optoelektronika; optyczne układy zintegrowane, optyka światłowodowa; optyka medyczna; optyka instrumentalna; spektroskopia optyczna; metrologia optyczna; nowe materiały optyczne; zastosowania optyki, oraz dydaktyka optyki. W artykule dokonano przeglądu wybranych prac konferencji PKO'2013, reprezentujących różne naukowe optyczne ośrodki krajowe.

EN

Research and technical communities for optics, photonics and optoelectronics is grouped in this country in several organizations and institutions. These are: Photonics Society of Poland (PSP), Polish Committee of Optoelectronics of SEP, Photonics Section of KEiT PAN, Laser Club at WAT and Optics Section of PTF. Each of these communities keeps slightly different specificity. PSP publishes a quarterly Journal Photonics Letters of Poland, stimulates international cooperation and organizes conferences during Industrial Fairs on Innovativeness. PKOpto SEP organizes didactic diploma competitions in optoelectronics. KEiT PAN takes patronage over national conferences in laser technology, optical fiber technology and photonics applications. SO-PTF has recently taken a decision to organize a cyclic event "Polish Optical Conference". The third edition of this conference PKO'2013 was held in Sandomierz on 30.06-04.07.2013. The conference scientific and technical topics include: quantum and nonlinear optics, photon physics, optic and technology of lasers and other sources of coherent radiation, optoelectronics, optical integrated circuits, optical fibers, medical optics, instrumental optics, optical spectroscopy, optical metrology, new optical materials, applications of optics, teaching in optics. This paper reviews chosen works presented during the III Polish Optical Conference, representing the research efforts at different national institutions.