热光关联成像实验报告解读
近物实验II 热光关联成像
热光关联成像实验一、引言1995年，Y．Shih等人利用自发参量下转换产生的纠缠光子对实现了鬼成像[1]，他们所用的实验装置如图1所示。
由非线性光学晶体BBO自发参量下转换产生的双光子纠缠态满足动量守恒定律，两个光子空间波矢存在关联。
利用这一性质，将纠缠的两个光子分别送到两个不同的光学线性传输系统中，这两个系统分别被称为取样臂和参考臂。
光在取样臂中先经过成像元件，然后照亮一个待成像的物体，物光由一个桶探测器D1进行探测，这里“桶探测”意指物体各部分发出的光同时由探测器收集探测。
在参考臂的探测平面上通过扫描光纤来实现空间各点的探测。
直接测量两个系统的输出强度分布不能得到这个物体的信息，然而通过合理安排这两个光学系统，并在它们的输出平面进行符合测量，就可以得到物体的像，这种成像技术被称为鬼成像。
由于实验中需要对取样臂和参考臂进行符合测量，鬼成像也被称为纠缠光的符合成像或关联成像。
图1 Yanhua Shih的两光子“鬼”成像实验装置示意图(a)及其相应的展开版本(b)鬼成像实验证明了纠缠双光子不仅可以传递量子信息，而且可以用特殊的方式传递经典信息，因而鬼成像有可能用于量子保密传真。
这个鬼成像实验曾一度被认为是经典光源不可模仿的特有的量子现象。
2002年，Bennink等人[2]利用转动的激光模拟热光，实现了关联成像，该实验的发表在物理界引起了“量子纠缠在关联成像中是否必要”的激烈争论。
随着研究的深入，人们逐渐认识到利用经典热光源可以模拟量子纠缠光的部分性质，实现关联成像。
北京师范大学物理系汪凯戈小组[3-4]从理论上证明，经典热光源发出的光束在远场和近场中都存在空间关联，满足关联成像的要求，他们还预言用经典热光源和量子纠缠源来做关联成像会得到相似的结果，而且从理论上推导出了经典热光关联成像所满足的成像公式，为热光关联成像实验的实现做了充分的理论铺垫。
随后，人们用不同的热光源实现了关联成像[5-7]。
瑞利分布调制光的反射式关联成像
瑞利分布调制光的反射式关联成像张颖涛; 李洪国【期刊名称】《《实验室研究与探索》》【年(卷),期】2019(038)007【总页数】4页(P16-18,45)【关键词】关联成像; 信噪比; 随机调制光【作者】张颖涛; 李洪国【作者单位】天津理工大学理学院天津300384【正文语种】中文【中图分类】O431.20 引言关联成像又称为鬼成像，是通过强度关联测量获得物体图像信息的一种非直接成像技术。
具体来说是，具有空间关联性质的光源，例如热光源发出的光被分束器分成物光束和参考光束，其中一束光传播一定距离再照射物体后(物光束)被一不具有空间分辨能力的桶探测器接收；另一束光(参考光束)不经过物体，被一具有空间分辨的探测器接收，对上述两探测器记录的信号执行关联测量即可以重建获得物体的关联像。
史砚华等[1]首先利用双光子纠缠光源实现了鬼成像。
随后大量研究表明,利用经典光源例如赝热光源或真热光源也可以实现关联成像[2-14]。
Shapiro等[15]理论上提出了计算关联成像方案，随后Bromberg等[16]实验实现了计算关联成像。
Sun等[17]基于计算关联成像和三维图像重建技术，实验上利用数字光投影仪产生具有二值分布的调制光实现了三维物体的图像重建。
在计算关联成像中，光源可以被调制成具有任意强度概率密度分布的光，在实际中应用更方便[18-20]。
前期的研究主要集中在二值分布或负指数分布[17]。
本文基于瑞利分布的关联成像，首先理论分析强度概率密度函数为瑞利分布的调制光关联成像的信噪比，然后实验上实现基于该分布的反射式物体的计算关联成像。
1 反射式关联成像信噪比理论分析1.1 反射式关联成像信噪比的一般表达式反射式关联成像装置示意图如图1所示，随机调制光源发出的光经分束器变为物光束和参考光路。
其中一束光经过物体反射后(物光束)被一个不具有空间分辨率的桶探测器接收;另一束光(参考光束)自由传播一定距离后被一个具有空间分辨的探测器接收，对上述两探测测得的强度信号进行多次采样执行强度涨落关联测量后即可重建获得反射式物体的图像。
红外热成像检查报告
红外热成像检查报告作为现代工业、建筑等领域中常用的一种检测方式，红外热成像技术又称红外热像法，是一种能够测量物体表面温度并以图像形式显示的技术手段。
经过检测，对物体表面温度不均匀分布情况进行判断，从而找到需要维修或在未来需要预防性维修的地方，可以在一定程度上避免故障发生和维护成本的浪费。
在工程领域中，对于那些需要长期稳定的温度控制系统来说，红外热成像技术也具有非常重要的实用价值和作用。
作为一名红外热成像技术的工程师，我有幸参与了一家钢铁公司的一次检测工作。
在此，将我参与这次检测工作所获得的经验总结以及检测结果汇报给大家分享。
检测工作主要是覆盖整个生产车间的废气排放管道系统以及相关配件、系统的一些重点电气和机械设备，以及生产车间内所有的重要监控区域，总共涉及的检测面积为18,000平方米。
首先，我需要说的是我的团队需要在检测前调整监测设备以确保准确的检测结果。
通常情况下，在调整监测设备时，需要根据环境中的温度变化来进行调整，在同一个房间中采样两次，确保准确的读数和数据相符。
在检测过程中，将温度从低到高进行检测。
对于那些误差较大的区域应该重点注意，确保在重点区域还是比较准确的。
整个检测工作中，我们采用了先进的红外热成像技术设备，不仅可以准确的检测出各种温度异常情况而且可以在短时间内完成检测工作。
具体来说，在18,000平方米的工厂空间里，我们使用了5个热成像装置，覆盖了每个角落。
这些装置采用了高分辨率的热成像传感器，可以检测出比传统仪器高出数倍的情况。
另外，这些装置还配有高亮度的液晶屏幕，方便工作人员在任何光照条件下直接观察到热图。
通过使用这些先进的热成像技术设备，我们对不同昼夜、季节等场景下的工厂空间进行了全面的温度监测。
在整个检测过程中我们主要将注意力集中在管道系统和重要机械设备上。
在管道系统上，我们注意到，在几个区域的排放管道上存在着过多的热量。
我们检测到的温度异常是因为管道连接件处密封不严造成的，由于泄漏的气体会带走大量的热能，从而导致周围的温度升高。
热成像运行报告
热成像运行报告1. 引言热成像技术是一种通过检测物体表面的红外辐射来生成热图的方法。
它在许多领域都有广泛的应用，例如建筑、电力、医学等。
本报告旨在介绍热成像技术的基本原理和运行过程。
2. 原理热成像技术基于物体表面的红外辐射，利用红外相机捕捉物体发出的红外辐射，并将其转化为可视化的热图。
热图中的颜色表示物体表面的温度分布，从而可以帮助我们识别潜在的问题，如漏电、热损失等。
3. 运行步骤步骤一：准备设备首先，确保我们拥有一台热成像相机。
热成像相机通常由红外探测器、光学镜头和显示屏组成。
在操作之前，需要确保设备已经充电或与电源连接。
步骤二：设定参数在开始使用热成像相机之前，需要设定一些参数，如测量范围、测量单位和颜色图。
这些参数可以根据需求进行调整，以获得最佳的热图效果。
步骤三：校准相机由于环境条件的不同，热成像相机可能存在一定的误差。
因此，在进行实际测量之前，需要对相机进行校准。
校准通常包括背景校准和温度校准，以确保测量结果的准确性。
步骤四：捕捉热图现在可以开始进行实际的热成像测量了。
将热成像相机对准目标物体，观察屏幕上显示的热图。
注意检查图像的清晰度和对比度，以确保测量结果的可靠性。
步骤五：分析热图获取热图后，需要进行一定的分析来解读图像。
首先，观察热图中的颜色分布，注意异常区域的出现。
然后，根据之前设定的参数，将颜色映射到实际温度。
最后，根据分析结果判断是否存在问题，并采取相应的措施。
4. 应用示例示例一：建筑检测热成像技术在建筑领域中被广泛应用。
通过使用热成像相机，可以检测建筑物表面的温度分布，从而提前发现可能存在的热量泄漏或隐患。
这有助于改善建筑的能效，并减少能源消耗。
示例二：电力维护热成像技术也可用于电力设备的维护。
通过检测电路板、变压器等设备的温度分布，可以发现潜在的故障或过热问题。
及时采取措施修复这些问题，可以防止设备的损坏，提高设备的可靠性。
5. 结论热成像技术是一种通过测量物体表面的红外辐射来生成热图的方法。
NaCl溶液补偿非平衡热光关联成像系统
NaCl溶液补偿非平衡热光关联成像系统高禄;肖珂;桌琳杨;吴昊;谢鑫【摘要】热光无透镜鬼成像系统要求物光和参考光两个光路的光程相等,当不满足此条件时,成像质量就会下降.实际应用中热光关联成像系统两臂长度相等的条件极为苛刻,很难满足.笔者设计了一种补偿式热光关联成像系统的实验方案,利用NaCl 溶液补偿物光和参考光两个光路的光程差.实验结果表明,将一定浓度的NaCl溶液放在光程较长的光路中,可以有效补偿非平衡系统的光程差,从而获得待测物体清晰的关联像.【期刊名称】《物理与工程》【年(卷),期】2019(029)002【总页数】4页(P91-93,99)【关键词】热光关联;分辨率;关联测量【作者】高禄;肖珂;桌琳杨;吴昊;谢鑫【作者单位】中国地质大学(北京)数理学院,北京 100083;中国地质大学(北京)数理学院,北京 100083;中国地质大学(北京)数理学院,北京 100083;中国地质大学(北京)数理学院,北京 100083;中国地质大学(北京)数理学院,北京 100083【正文语种】中文热光源可以模仿纠缠双光子源实现鬼干涉、鬼成像等双光子关联测量实验[1-3]。
由于热光源与纠缠双光子源类似，具有光场的二阶关联特性，所以利用热光源也可以实现非定域的量子干涉和量子成像 [4]。
热光源关联成像的一个明显优势在于可以实现无透镜热光鬼成像 (lensless ghost imaging-LGI),这种成像方案不依赖于任何光学元件，可以将光源拓展到任意波段。
在这个方案中，为了获得完美的聚焦图像，需要探测光路和参考光路的光程相等，即关联系统的探测臂和参考臂需要平衡。
当不满足此条件时，图像质量变差，关联像的可见度和分辨率均会降低。
这里我们设计了一种利用NaCl溶液补偿非平衡LGI成像系统的实验方案，当一定浓度的NaCl溶液放入参考臂时，由于其自身具有一定的折射率，所以可以改变所在光路的光程，进而补偿物光和参考光光路的光程差，使关联像得到再现。
量子纠缠和经典热光的关联成像
何经 典光 （ 纠缠 光 ）的关 联性 所 不能 非 达 到的。在这些结果 的基础上 ，文献 ‘ 认 为理想ｆ ＃缠光源具有的 关联性 ｔ １ ３ ， 在他 置和 动量 同时 存任相 关 性 ，这 种特性 使
它 町以 在 任意 的 像平 面 上 得 到 高 质量 的 符 合 像 ， 然 而 经 典 光 并 不 具 备 这 样 的 性 质 。 同时 文献 ， 讨 论 了纠 缠 光 鬼 成 像 “还 实验 方案 ，认 为它可 以得 到 比任何 经典
纠缠 模型 十分 接近 ，两 个实验 背后 的物 理 理 论 支 持 有 很 大 的 不 同 ， 双 ｌ子 的 振 光
的 理 论 解 释 ，然 而 这 个 工 作 却 引 起 Ｉ很 － 关 联 光 束 更 高 质 量 的 关 联 像 。 ，
ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｅ ｗ ｅ ｔ －ｐｏ ｏ ｕ ｎ ｕ ｎ ａ ｇ ｍ ｎ ｎ ｎ ｌｚｄ ｂ ｔ ｅ ｎ ｗｏ ｈｔ ｎ ｑ ａ ｔ ｍ ｅｔ ｎ ｌ ｅ ｔ ｅ ａ ｄ ｌｓｉａ ｈ ｒ ａ Ｄ ｈ ｉ ｏ ｒ ｌｔ ｄ ｈ ｒ ｃ ｅ ． ｎ ｃ ｓｃ ｌ ｅ ｍ ｌ ｉ ｔ ｎ ｒ ｅ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ａ ｔ ｇ ｃ ａ
霉
一
１ 引言
ｉ９ ９ ５年 ，Ｙａ ｈ ａ Ｓ ｉ 人利 用 自 ｎ ｕ ｈ ｈ等
镜分 成两 束投 射列 两个 探测 平面 上 ， 光 场 在探 测 平 面的联 合强 度关 联项 中 ，除
了存 在 纠 缠 光 亚 波 长 干 涉 的 二 阶 关 联 项 ，
还 有一 个 与 纠缠 光 类 似 的新 的 关 联 项 ， 种奇特 的成 像实验 鬼成 像 （ Ｓ 其 后 的 研 究 发 现 这 是 经 典 热 光 的 关 联 效 ｇｈ０ ｔ ｉ ａ ｉ ｇ） ｍ ｇ ｎ …。 实 验 中将 产 生 的 光 分 成 两 应 。 道光路 ，在 其中一 个光 路 中放 置待 成像
热光的关联成像实验报告
热光的关联成像实验报告实验人：**** 指导老师：***【摘要】实验利用激光经旋转地毛玻璃散射形成类热光源，进行了HBT实验；并对两个大小不同的小孔进行了关联成像，验证了热光关联成像公式。
【关键词】鬼成像，HBT实验，热光关联成像，热光亚波长干涉一．【引言】1995年，史砚华等人利用自发参量下转换产生的纠缠光子对实现“鬼成像”。
利用双光子纠缠态满足动量守恒定律，两个光子空间波矢存在关联这一性质，将纠缠的两个光子分别送到两个不同的光学线性传输系统中，这两个系统分别被称为取样臂和参考臂。
光在取样臂中先经过成像元件，然后照亮一个待成像的物体，物光由一个桶探测器进行探测。
在参考臂的探测平面上通过扫描光纤来实现空间各点的探测。
直接测量两个系统的输出强度分布不能得到这个物体的信息，然而通过合理安排这两个光学系统，并在它们的输出乎面进行符合测量，就可以得到物体的像。
鬼成像实验证明了纠缠双光子不仅可以传递量子信息，而且可以用特殊的方式传递经典信息。
随着研究的深入，人们逐渐认识到利用经典热光源可以模拟量子纠缠光的部分性质，实现关联成像。
二．【实验原理】1.光场的一阶相关函数定义两个时空点的光场E<r1,t1>和E<r2,t2>一阶相关函数为：G (1)=<E ∗(r 1,t 1)E (r 2,t 2)> （2-1)当两个时空点为同一时空点时，G (1)=<I (r ,t )>引入归一化的相关系数为：*12(1)12212212(,)(,)(,,),()()E r t E r t g r r t t E r E r τττ+==- （2-2）2.HBT 实验与光场的高阶相关函数HBT 实验是量子光学的奠基性实验，它第一次从实验验证了光的关联效应，来自光源S 的光束经一分束器BS 后分成两束光，并分别由两个探测器D1和D2测量，探测器输出的信号被送到相关器，其中一路电信号经过延时τ。
热光关联成像系统相干时间
热光关联成像系统相干时间
袁志丹 1，李道远 2，赵达宇 2，张自力 2，郑志远 2，高 禄 1
（中国地质大学（北京） 数理学院，北京 100083）
摘 要：该文使用赝热光源进行无透镜关联成像实验，并设计了适用于获得系统相干时间的简单测量方案。
实验测量结果和理论证明显ห้องสมุดไป่ตู้, 赝热光源的横向尺寸对相干时间没有明显影响，而用来产生赝热光源的毛玻
璃转速对相干时间影响明显。不同相干时间的赝热光源进行关联成像实验，所得图像质量不同。
关键词：二阶关联；相干时间；可见度；分辨率
中图分类号：O431.2
文献标识码：A
文章编号：1002-4956(2021)02-0078-04
Coherence time of thermal light correlation imaging system
空间相干性和时间相干性体现了在时空维度光场 相干性的两方面特征，传统对光场相干性的研究大都 集中于光场的空间相干性[4-6]。2013 年，董洁丽等[5] 在迈克尔逊干涉实验基础上利用旋转毛玻璃的方法对 激光光场的时间相干性进行调制获得时间部分相干的
收稿日期: 2020-04-18 基金项目: 国家自然科学基金（12074350）；中国地质大学（北京）
二阶关联函数是光源最重要的特征函数之一，是
袁志丹，等：热光关联成像系统相干时间
79
区分光源的量子与经典、聚束与反聚束特征的重要依
据[16]。1956 年 Hanbury Brown-Twiss 实验为目前进行
光场关联特性研究的重要实验基础和理论依据[17-18]。
实验上，一般通过测量系统的 HBT 来测量二阶关联函
YUAN Zhidan1, LI Daoyuan2, ZHAO Dayu2, ZHANG Zili2, ZHENG Zhiyuan2, GAO Lu1
医学热成像报告
医学热成像报告1. 引言医学热成像是一种无创的医学检测技术，通过测量和记录对象表面的红外热辐射来分析其温度分布，从而得出有关生理变化或异常的信息。
这项技术已经在临床诊断、疾病监测和预防中发挥重要作用。
本报告将详细介绍医学热成像的原理、应用领域和优势。
2. 原理医学热成像基于热辐射定律，即物体的温度与其辐射的热能密切相关。
当物体温度高于绝对零度时，会发出红外辐射。
医学热成像通过红外摄像机检测到对象的红外热辐射，进而反映其温度分布。
医学热成像利用了红外相机的红外传感器和计算机图像处理技术。
红外传感器可以将红外辐射转化为电信号，然后通过图像处理软件分析这些信号，并生成可视化的热成像图。
在热成像图中，不同颜色代表不同温度范围的区域，通过对比温度分布的变化，可以识别出异常或疾病病灶。
3. 应用领域医学热成像在多个领域中得到了广泛应用，包括但不限于以下几个方面：3.1 临床诊断医学热成像可以用于检测并诊断多种疾病，如乳房癌、淋巴瘤和风湿病等。
通过观察患者的温度分布和特征，医生可以发现异常的热点，进而进一步进行检查和诊断。
3.2 疾病监测与预防医学热成像在疾病监测和预防方面也有重要作用。
例如，通过定期进行体温检测，可以发现一些患者存在内部感染或炎症的早期迹象。
此外，医学热成像还可以用于监测患者的伤口愈合情况，以及评估手术或治疗效果。
3.3 运动医学医学热成像在运动医学领域应用广泛。
通过热成像，运动员的肌肉疲劳情况、损伤风险以及体温的变化可以被及时监测和分析。
这些信息对于运动员的训练和康复至关重要。
4. 优势相比传统的诊断和监测方法，医学热成像具有以下几个优势：4.1 无创医学热成像是一种无创的检测技术，不需要对身体进行切口或穿刺，避免了传统检测方法可能引发的感染和不适。
4.2 高效医学热成像能够在短时间内完成检测和分析，大大提高了诊断和监测的效率。
特别是对于大范围、多区域的热成像监测，医学热成像可以一次全面获取信息，避免了繁琐的多次检测过程。
高二物理学科中的光学与热力学实验结果解读与评价
高二物理学科中的光学与热力学实验结果解读与评价光学和热力学是高中物理学科中的两个重要内容，实验是学习这两个领域的主要手段之一。
通过实验，我们可以观察和测量光学和热力学现象，并通过实验结果来验证理论知识。
本文将对高二物理学科中光学和热力学实验的结果进行解读与评价。
一、光学实验结果解读与评价1. 光的直线传播在光学实验中，通过光的直线传播实验可以验证光的直线传播定律。
实验中，我们使用一束平行光照射到凹透镜上，观察经过凹透镜后的光线。
实验结果显示，光线会沿直线传播，并且会聚于一点。
这说明光的直线传播定律得到了验证。
2. 光的折射定律光的折射定律是光学中的基本原理之一。
通过实验，我们可以验证光在不同介质中的折射现象。
实验中，我们使用一个玻璃棱镜，将光线照射到棱镜上并观察折射光线的方向。
实验结果表明，光线在经过不同介质界面时会发生折射，且入射角和折射角之间的正弦比等于两个介质的折射率之比。
这证明了光的折射定律的正确性。
3. 光的干涉和衍射光的干涉和衍射是光学中的重要现象，通过实验可以进一步了解光的波动性质。
实验中，我们使用双缝干涉装置或单缝衍射装置来观察干涉和衍射的现象。
实验结果显示，当光线通过多个狭缝或孔径时，会出现明暗交替的干涉条纹或衍射斑点。
这说明光的波动性质和干涉、衍射现象的存在。
二、热力学实验结果解读与评价1. 热传导实验热传导是物体内部热量传递的重要方式之一。
通过热传导实验，我们可以研究热传导现象及其规律。
实验中，我们选取不同导热性质的物质样品，分别将它们放在不同温度的环境中，测量样品的温度变化。
实验结果表明，导热性能良好的物质在相同时间内温度变化较快，而导热性能差的物质则温度变化较慢。
这验证了热传导的规律。
2. 热膨胀实验热膨胀是物体由于温度变化而引起体积或长度变化的现象。
通过热膨胀实验，我们可以研究物体的热膨胀特性。
实验中，我们选择不同材料的样品进行加热，测量样品的体积或长度变化。
实验结果显示，不同材料在受热后会产生不同的体积或长度变化，这说明不同材料的热膨胀性能不同。
热处理影像分析实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解热处理对金属材料组织结构的影响。
2. 掌握金相显微镜的使用方法，观察和分析热处理后的金属显微组织。
3. 分析不同热处理工艺对金属性能的影响。
二、实验背景热处理是金属材料加工过程中的重要环节，通过改变金属材料的内部组织结构，提高其力学性能、耐腐蚀性能和耐磨性能。
本实验采用金相显微镜观察不同热处理工艺下的金属显微组织，分析其性能变化。
三、实验设备及材料1. 实验设备：金相显微镜、加热炉、冷却装置、金相试样制备设备、抛光机等。
2. 实验材料：20号钢、45号钢等。
四、实验方法1. 金属材料的切割、磨光和抛光：将金属材料切割成薄片，进行磨光和抛光，制备金相试样。
2. 金相显微镜观察：将制备好的金相试样置于金相显微镜下观察，分析不同热处理工艺下的金属显微组织。
3. 数据记录与分析：记录实验数据，分析不同热处理工艺对金属性能的影响。
五、实验步骤1. 切割：将金属材料切割成厚度约为0.1mm的薄片。
2. 磨光：将切割好的薄片进行磨光，使其表面光滑。
3. 抛光：将磨光后的薄片进行抛光，使其表面更加光滑。
4. 洗涤：将抛光后的试样用蒸馏水洗涤干净。
5. 浸蚀：将试样放入相应的浸蚀液中，浸蚀一定时间，观察其组织结构。
6. 观察：将浸蚀后的试样置于金相显微镜下观察，分析不同热处理工艺下的金属显微组织。
7. 数据记录与分析：记录实验数据，分析不同热处理工艺对金属性能的影响。
六、实验结果与分析1. 20号钢正火后的显微组织：观察到20号钢正火后的显微组织为珠光体，硬度为HRC55-60。
2. 20号钢淬火后的显微组织：观察到20号钢淬火后的显微组织为马氏体，硬度为HRC60-65。
3. 20号钢回火后的显微组织：观察到20号钢回火后的显微组织为索氏体，硬度为HRC50-55。
通过实验结果分析，得出以下结论：1. 正火处理使20号钢的显微组织转变为珠光体，硬度提高，提高了钢的强度和韧性。
2. 淬火处理使20号钢的显微组织转变为马氏体，硬度进一步提高，提高了钢的耐磨性和硬度。
类热光二阶关联的相关实验的开题报告
类热光二阶关联的相关实验的开题报告开题报告：类热光二阶关联的相关实验一、研究背景类热光（thermal light）是一种在光源发出时波长、振幅和相位随机变化的光波。
在类热光场中，光子不是单独存在的，而是处于一种数量不定的状态，具有强烈的统计相关性。
类热光在光子学、量子光学、光学信息等领域具有广泛的应用。
因此，对类热光的研究具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在通过实验研究类热光中二阶关联的相关性质，探究类热光的统计特性，为相应领域的应用提供理论和实验支持。
三、研究内容和计划（一）研究内容1.搭建类热光实验平台。
2.通过系统的光学测量手段，测量类热光中的二阶关联。
3.分析实验结果，探究类热光的统计特性。
（二）研究计划1.在实验室搭建类热光实验平台，并进行调试和测试。
2.针对类热光二阶关联的相关性质，设计并实施适当的实验方案。
3.对实验数据进行处理和分析，探究类热光的统计特性。
4.撰写研究报告，并进行研究成果的交流和推广。
四、研究方法和技术路线（一）研究方法本研究采用实验方法进行研究，结合理论分析，通过光学系统测量类热光中的二阶关联，分析其统计特性。
具体研究方法包括：1.搭建类热光实验平台，保证实验的稳定性和可靠性。
2.采用光学测量手段，测量类热光中的二阶关联。
3.使用数学模型，并结合理论分析，理解实验结果。
4.对实验结果进行处理和分析。
（二）技术路线本研究的技术路线主要包括以下步骤：1.确定类热光实验平台结构和参数。
2.搭建和调整类热光实验系统。
3.采用合适的测量手段，测量类热光中的二阶关联。
4.对实验结果进行处理和分析。
五、预期成果本研究的预期成果包括：1.类热光实验平台搭建成功，实验稳定运行。
2.测量并分析了类热光中的二阶关联相关性质，探究类热光的统计特性。
3.撰写并发表了研究论文，对相应领域的应用提供理论和实验支持。
六、研究意义本研究的意义包括：1.对类热光中的二阶关联相关性质进行了实验研究，探究和理解类热光的统计特性。
热光的关联成像
热光的关联成像实验姓名：李首卿学号：201311141049【摘要】使用双光子纠缠态通过分束器分为两束投影到观察屏上，并采用双光子探测器测量，也可以观察到条纹间隔减少一半的干涉图。
由于波长为λ的光产生出对应于λ/2的干涉图，这一现象被称为亚波长干涉。
将纠缠的两个光子分别送到两个不同的光学线性传输系统取样臂和参考臂中，通过合理安排两个光学系统，并在它们的输出平面进行符合测量，就可以得到物体的像，这种成像技术被称为鬼成像。
本实验眼球了解热光关联成像的原理，掌握关联测量的技术并通过激光照射到一个旋转的毛玻璃上产生类热光，通过比较热光和激光的双缝干涉条纹，理解热光的亚波长干涉的物理涵义，掌握强度关联测量技术。
关键词：赝热光亚波长干涉关联成像二阶关联函数一、引言1995年，史研华等人利用自发参量下转换产生的纠缠光子对实现了鬼成像，由非线性光学晶体BBO自发参量下转换产生的双光子纠缠态是满足动量守恒定律的，两个光子空间波矢存在关联。
鬼成像实验证明了纠缠双光子不仅可以传递量子信息，而且刻意用特殊的方式传递经典信息，因而鬼成像有可能用于量子保密传真。
曾经一度被认为是经典光源不可模仿的特有的量子现象。
然而后来利用转动的激光模拟热光实现了关联成像，随着研究的深入，人们逐渐认识到利用经典热光源可以模拟量子纠缠光的部分性质。
同样是1995年，山本小组提出多光子波包的光子德布罗意波的概念，不久有实验验证双光子符合测量可以观察到干涉条纹，并且条纹间隔为普通干涉条纹的一半。
同时理论分析表明，双光子纠缠态通过分束器分成两束投影到观察屏上，并采用双光子探测器测量，也可以观察到条纹间隔减小一半的干涉图。
后来发现在含有大量光子的强纠缠光的作用下，亚波长干涉效应仍然存在。
二、实验原理1、经典多模热光：经典多模热光中的每一个模式都含有大量光子，是一个宏观系统。
任意多模组成的热光场可以表示为E(r,t)=∑E k e i(k∙r−ωk t)k(1) 其中，每一个模是波矢为k，频率为ωk的单模热光。
关联成像利用光场的二阶关联信息
关联成像利用光场的二阶关联信息
“鬼”成像( ghost imaging)又称双光子成像( two-photon imaging ) 或关联成像( correlated imaging) ,是一种利用双光子符合探测恢复待测物体空间信息的一种新型成像技术.
传统的光学观察是基于光场的强度的分布测量，关联光学则基于光场的强度的关联测量，并且现有的成像技术主要利用光场的一阶关联信息（强度与位相），而经典…鬼‟成像利用的光场的二阶关联被认为是一种强度波动的统计相关。
作为爱因斯坦-波多尔斯基-罗森( EPR) 佯谬争端的一个结论，纠缠光子对的空间非定域特性得到了广泛的认同。
这种奇特的性质引发了与量子信息相关的研究。
1993 年巴西科学家通过实验发现，采用纠缠热光源，通过符合计数，能使原本由于退相干而消失的杨氏干涉条纹，重新呈现在包含杨氏双缝的光路上；而稍早，俄国科学家采用同样的手段，使得物体的边缘衍射条纹，呈现在并不包含物体的光路上。
此后，有关非局域量子成像的研究迅速开展起来。
“非局域”，指通过一定的手段,使像在并不包含物体的光路上生成；因此这种成像的方式也叫“鬼成像”。
曾一度认为，只有基于纠缠态双光子的纠缠光源，才能实现鬼成像；但近年来的研究表明，经典热光场也能实现这一过程。
从经典统计光学入手，建立了热光场的数值模型，模拟符合热光特性的光场变化、光场传播、以及物体透射函数对热光场的调制，进而从光强度起伏的关联函数中，分别重现振幅型物体和纯相位型物体的傅里叶变换图像；通过与真实实验结果的对比，表明基于统计光学原理的该数值模型所预测的实验结果，与真实的实验结果完全一致，这表明，基于统计光学的无透镜鬼成像亦可以实现。
建筑热像分析实训报告总结
一、实训背景随着建筑行业的快速发展，建筑节能问题日益受到重视。
为了提高建筑物的能源利用效率，减少能源消耗，建筑热像分析技术应运而生。
本次实训旨在通过学习建筑热像分析的基本原理、操作方法以及在实际工程中的应用，提高学生对建筑节能技术的认识，培养实际操作能力。
二、实训目的1. 理解建筑热像分析的基本原理和操作方法。
2. 掌握建筑热像仪的使用技巧，能够进行现场检测。
3. 学会分析建筑热损失的原因，为节能改造提供依据。
4. 培养学生团队协作能力，提高实际操作技能。
三、实训内容1. 建筑热像分析基本原理：介绍了建筑热像分析的基本概念、热像仪的工作原理以及热像仪的类型和应用。
2. 建筑热像仪操作：学习了热像仪的使用方法，包括开机、校准、设置参数、拍摄、数据处理等。
3. 现场检测：在教师的指导下，进行了现场检测，包括墙体、门窗、屋顶等部位的热损失检测。
4. 数据分析：对拍摄的热像图进行数据分析，找出建筑热损失的原因。
5. 节能改造方案：根据检测结果，提出相应的节能改造方案。
四、实训过程1. 理论学习：通过课堂讲解、参考资料等方式，掌握了建筑热像分析的基本知识和操作方法。
2. 实验操作：在教师的指导下，进行了热像仪的使用实验，掌握了热像仪的操作技巧。
3. 现场检测：分组进行现场检测，对建筑物的不同部位进行热损失检测。
4. 数据分析：对拍摄的热像图进行数据处理和分析，找出建筑热损失的原因。
5. 节能改造方案：根据检测结果，提出相应的节能改造方案，包括墙体保温、门窗改造、屋顶隔热等。
五、实训成果1. 学生掌握了建筑热像分析的基本原理和操作方法。
2. 学生能够熟练使用热像仪进行现场检测，分析建筑热损失原因。
3. 学生提出了切实可行的节能改造方案，为建筑节能提供了技术支持。
4. 学生提高了团队协作能力和实际操作技能。
六、实训总结1. 通过本次实训，学生对建筑热像分析技术有了更深入的了解，为今后的工作奠定了基础。
2. 实训过程中，学生学会了如何使用热像仪进行现场检测，提高了实际操作能力。
热力光学实验报告
实验目的：1. 了解热力光学的基本原理和应用。
2. 通过实验验证热辐射和热传导现象。
3. 掌握光学仪器在热力光学实验中的应用。
实验器材：1. 热辐射源（电热丝灯泡）2. 光电效应探测器3. 热电偶4. 温度计5. 光电管6. 光电池7. 毫安表8. 电压表9. 电流表10. 钳形电流表11. 直尺12. 铝制平板13. 铜制平板14. 铁制平板15. 毛玻璃16. 热传导实验装置17. 热辐射实验装置18. 热电偶连接线19. 光电管连接线20. 电压表连接线实验原理：热力光学是研究物体在温度变化时产生的光学性质，主要包括热辐射、热传导和热电效应。
本实验通过验证热辐射和热传导现象，探究光学仪器在热力光学实验中的应用。
实验步骤：一、热辐射实验1. 将电热丝灯泡固定在实验台上，用光电效应探测器接收其辐射的光子。
2. 调节电压，观察光电效应探测器的输出电流，记录不同电压下的电流值。
3. 改变光电效应探测器的位置，观察电流的变化，记录不同位置下的电流值。
4. 分析实验数据，得出热辐射与电压、距离的关系。
二、热传导实验1. 将铝制平板、铜制平板和铁制平板依次放置在热传导实验装置上。
2. 在平板的一侧施加热源，另一侧放置温度计，测量温度变化。
3. 改变热源的位置，观察温度计的读数，记录不同位置下的温度值。
4. 分析实验数据，得出热传导与材料、热源位置的关系。
三、热电效应实验1. 将热电偶的一端固定在实验台上，另一端与光电管连接。
2. 在热电偶的固定端施加热源，观察光电管的输出电流。
3. 改变热源的温度，观察光电管电流的变化，记录不同温度下的电流值。
4. 分析实验数据，得出热电效应与温度的关系。
实验结果与分析：一、热辐射实验实验结果表明，热辐射与电压成正比，与距离的平方成反比。
这说明热辐射的强度随电压增加而增强，随距离增加而减弱。
二、热传导实验实验结果表明，热传导速度在不同材料中存在差异，其中铝制平板的热传导速度最快，铜制平板次之，铁制平板最慢。
光与热实验报告
光与热实验报告光与热实验报告引言：光与热是我们日常生活中经常接触到的物理现象。
本次实验旨在通过一系列实验探究光与热之间的关系，加深对这两个概念的理解。
实验一：光的传播与折射实验目的：观察光在不同介质中的传播和折射现象。
实验步骤：1. 准备一块平面玻璃板和一束光线。
2. 将玻璃板放置在光线路径上，观察光线经过玻璃板后的变化。
3. 将玻璃板倾斜，观察光线的折射现象。
实验结果：当光线经过玻璃板时，光线会发生折射现象，即光线改变传播方向。
折射角度与入射角度之间存在一定的关系，符合折射定律。
实验二：光的反射与吸收实验目的：研究光的反射与吸收现象。
实验步骤：1. 准备一块光滑的镜子和一束光线。
2. 将光线照射到镜子上，观察光线的反射现象。
3. 将光线照射到一块黑色纸张上，观察光线的吸收现象。
实验结果：当光线照射到镜子上时，光线会发生反射现象，即光线沿着入射角度的方向返回。
而当光线照射到黑色纸张上时，光线会被纸张吸收，不再传播。
实验三：光与热的关系实验目的：探究光与热之间的关系。
实验步骤：1. 准备一块黑色物体和一束光线。
2. 将光线照射到黑色物体上，观察物体的变化。
3. 将光线照射到白色物体上，观察物体的变化。
实验结果：当光线照射到黑色物体上时，物体会吸收光的能量，并转化为热能，导致物体温度升高。
而当光线照射到白色物体上时，物体会反射光线，几乎不吸收光的能量，因此温度变化较小。
实验四：光的色散实验目的：研究光的色散现象。
实验步骤：1. 准备一块三棱镜和一束光线。
2. 将光线照射到三棱镜上，观察光线的变化。
3. 观察三棱镜上出现的彩虹光谱。
实验结果：当光线照射到三棱镜上时，光线会发生折射和色散现象。
不同波长的光被折射的角度不同，导致出现彩虹光谱，从紫色到红色依次排列。
结论：通过本次实验，我们深入了解了光与热之间的关系。
光在不同介质中的传播和折射现象揭示了光的性质。
光的反射和吸收现象使我们认识到光在物体上的作用。
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北京师范大学物理学系2015学年春季学期近代物理实验Ⅱ实验报告实验名称：热光的关联成像指导教师：廖红波学生姓名：田飞（物理学系2012级本科生）学生学号： 2012111410实验时间： 2015年5月8日热光关联成像实验报告热光关联成像May 8, 2015摘要本实验利用热光关联成像理论，首先进行了HBT实验，测量了最大的二阶关联系数为1.356，探究了移动距离和二阶关联系数的变化之间的关系。
在此之后我们利用关联成像的原理，测出了二阶关联函数()2g的值，并做出了其随位置的变化图像，根据关联成像高斯公式，得到了两个孔之间的距离为2.5mm；再通过光放大的方法测量了小孔之间的宽度为2.422mm，得到结果很接近，由此验证了关联成像公式。
关键词多模热光关联成像 HBT实验关联函数1 引言1995年，史砚华等人利用自发参量下转换产生的纠缠光子对实现“鬼成像”。
利用双光子纠缠态满足动量守恒定律，两个光子空间波矢存在关联这一性质，将纠缠的两个光子分别送到两个不同的光学线性传输系统中，这两个系统分别被称为取样臂和参考臂．光在取样臂中先经过成像元件，然后照亮一个待成像的物体，物光由一个桶探测器进行探测．在参考臂的探测平面上通过扫描光纤来实现空间各点的探测。
直接测量两个系统的输出强度分布不能得到这个物体的信息，然而通过合理安排这两个光学系统，并在它们的输出乎面进行符合测量，就可以得到物体的像。
鬼成像实验证明了纠缠双光子不仅可以传递量子信息，而且可以用特殊的方式传递经典信息。
随着研究的深入，人们逐渐认识到利用经典热光源可以模拟量子纠缠光的部分性质，实现关联成像。
传统光学认为，当单色光以确定的方向照射双缝时，可以观察到干涉条纹．如果单色光照射双缝的方向完全随机时，干涉条纹将消失，因为混乱无序的光线传播方向破坏了光的相干性，这很容易用实验来证明．之后两个实验组报道了采用晶体自发参量下转换产生的纠缠光子对为光源照射到双缝上，采用双光子符合测量可以观察到干涉条纹，并且条纹间隔如同经典下转换光波长的1/2的光源形成的普通干涉条纹一样．这一现象被称为亚波长干涉或量子光刻。
我系汪凯戈研究小组首先研究了高增益自发参量下转换光的双缝干涉，发现在含有大量光子的强纠缠光作用下，亚波长干涉效应仍然存在．他们通过实验证明，横向传播方向无序的热光源可以实现高阶双缝干涉．尽管单个探测器的强度分布是均匀的，处于不同位置的两个探测器的联合强度关联却出现了干涉条纹．当两个探测器同步反向移动时，条纹间距减小为一阶干涉条纹的一半．实验结果同在自发参量下转换过程中产生的纠缠双光子对的双缝实验中所观察到的亚波长干涉效应十分类似。
北京师范大学物理学系 近代物理实验Ⅱ2 实验原理2.1 数学基础根据概率与数理统计知识知道，对于随机变量X,Y ，有X Y X Y <+>=<>+<> (1) 其中<X>表示求平均值。
而对于乘积，只有X,Y 相互独立时有 XY X Y <>=<><>(2)2.2 激光、自然光、热光、纠缠光的区别光是电磁波，表征一个光的性质的有光的波长，频率，振幅和相位。
如果发出的光子在这四个性质上均一致，则它的相干程度很好，这是激光的性质。
热光是这四个性质并不完全相同，不同的光子在频率，波长，相位等性质上有所不同。
因此激光属于非热光，而自然光由于振动可以沿着各个方向，频率和波长也具有很大的取值范围，因此我们说自然光是最“热”的光。
本实验所用的热光，由于是通过激光发出的光束经过毛玻璃散射而成，因此只在传播方向上杂乱无章，而频率和波长是固定的值。
经过量子光学和量子信息学的发展，纠缠光已经越来越多的被应用，纠缠光是利用量子力学中的纠缠态而制备的光源，纠缠态是量子力学非定域性的一个表现。
应用物理学家则利用这一特征，将双光子，甚至于多光子制备成纠缠态，从而得到纠缠光，纠缠光的好处是可以远程控制，并且实现保密。
2.3 经典多模热光经典多模热光中的每一个模式都含有大量的光子，是一个宏观系统。
任意多模组成的热光场可以表示为()(),exp i k k kE t E t ω=⋅-⎡⎤⎣⎦∑r k r(3)其中每一个模是波矢为k ，频率为k ω的单模热光，根据电磁场的经典统计理论，经典多模热光场要满足以下两点：（1）每个模式的相位几率分布的均匀性，即20,0k k E E <>=<>=(4)（2）多模热光的不同模式之间是相互统计独立的。
2.4 光场的一阶关联函数定义两个时空点的光场()()1122,,E t E t 和r r 一阶相关函数为()()(1)1122*,,GE t E t =<>r r(5)当两个时空点为同一时空点时，()(1),G I t =<>r 。
引入归一化的相关系数为(1)1221(,,)g t t ττ==-r r(6)热光关联成像 实验报告2.5 HBT 实验与光场的高阶关联函数HBT 实验是量子光学的奠基性实验，它第一次从实验验证了光的关联效应，来自光源S 的光束经一分束器BS 后分成两束光，并分别由两个探测器D 1和D 2测量，探测器输出的信号被送到相关器，其中一路电信号经过延时 ．相关器测到的物理量是()()()()()()121112221212,,,,I t I t I t I I t I I I I I ττ<∆∆+>=<-<>+-<>>=<>-<><>r r r r (7)上式右边第一项是如下相关系数()()()()(2)**1211222211,,,,GI I E t E t E t E t ==r r r r (8)(2)G 称为光场的二阶相关函数，描述两个时空点光场强度的关联。
归一化后的二阶相关函数为()()()()()()()()()()()**11222211(2)112222112211221122211222,,,,,,,;,,,,,,,,Et E t E t E t gt t tt E t E t I t I t I t I t =<><><>=<><>r r r r r r r ,r r r r r r r (9)对于理想热光，(2)2g =；对于单色热光，2(2)(1)1g g =+(10)对于同一空间点，τ越大(2)g 越小，关联时间τ0为(2)g 下降到其最大值10%处的延迟时间，实验中没有使用延时器τ始终为零，测得的是的(2)g 最大值。
2.6 热光场的关联成像光场通过如Figure 1所示的线性系统，光源被分束后分别经过参考臂和取样臀，x 表示输出平面和探测平面的横向坐标。
在取样臂中，光通过凸透镜L 照亮待成像的物体，探测器D 1采集物体的所有信热光场通过光学系统，探测平面上的光场的横向分布为：北京师范大学物理学系 近代物理实验Ⅱ()()111000222000()(,)()(,)r t E x h x x a x dx E x h x x a x dx ⎧=⎪⎨=⎪⎩⎰⎰ (11)式中，r h 是参考臂的响应脉冲函数，t h 是取样臂的响应脉冲函数，()0a x 是广元平面的横向光场，在热光源空间频率带宽无穷大时，取S (q )=S (0)=1，且参考比和取样臂满足关联成像的高斯公式213111z z z f+=- (12)从二阶关联中存在位置关联的项的积分结果可以看出来对于物面上每一点x 2，都能在像平面上找到对应的点x，对物体所在平面进行积分，可以在像平面得到物体的空间分布。
成像示意图如Figure 2所示。
Figure 2 成像直观示意图根据高斯公式(12)，得到的物体的像理论上放大的倍数n 为213z z n z -=(13)3 实验3.1 实验仪器本实验使用了激光光源，凸透镜，毛玻璃，分束镜，扫描探测器，数字示波器，关联测量计算机等器材。
实验装置如Figure 3、Figure 4所示。
Figure 3 HBT 实验演示图Figure 4 热光成像实验装置热光关联成像 实验报告3.2 实验内容半导体激光器由透镜汇聚之后，照射在旋转毛玻璃上，经过毛玻璃的散射形成类热光源。
经过非偏振的分束镜分束之后，由探测器把信号输入示波器。
本实验主要分为两个部分，第一部分是HBT 实验，主要是调节光路使(2)g 的值尽量的接近2，并且测量其大小；第二部分是根据关联成像的原理，由关联函数的图像测量两个孔的像中间位置间，再依据高斯公式，可得小孔间距的大小，以此验证热光的关联成像公式是否正确。
3.3 实验过程3.3.1 HBT 实验连接好如Figure 3的实验装置图，在示波器上面调出信号，把数据输入电脑，经过分析计算(2)g 的值。
实验中要尽量地使(2)g 的值接近2，3.3.2 热光关联成像公式的验证3.3.2.1 关联成像连接好如Figure 4所示的实验装置，探测信号，做出关联函数的图像。
3.3.2.2 根据光学原理测量小孔间距大小如Figure 5所示，光源为点光源，x 为物体的尺寸，L 是像的大小，根据光学知识很容易知道11s sx x L=⇒= (14)我们把经过毛玻璃之后出来的光看做是点光源发射的光，可以用此方法求两个小孔的间距。
4 实验结果与分析4.1 HBT 实验实验得到的关联函数的最大值是()2 1.35621g =，移动探测器，做出关联函数随位置的图像为北京师范大学物理学系 近代物理实验Ⅱ分析：图中的图像是g （2）-x 图像，由于实验是在横向移动探测器，则延迟时间为)1L cτ=(15)其中L 是探测器与分束镜的距离，x 是小量，上式做泰勒展开，忽略高阶项，则 )112x xL cL cτ=≈(16)做出g（2）-x 2的图像。
因为τ 与2x 只有一个常数的差别，所以关联函数随延迟时间的图像趋势也是如由于关联函数的最大值只有1.35，所以实验并不是很理想。
4.2 热光关联成像公式的验证4.2.1 关联成像实验中，首先测量了两次，得到的结果均不理想，前两次的结果如Figure 8所示：热光关联成像 实验报告第二次测量时，由于观察到曲线仍是无规律的，所以并没有全部完成，并不完整。
通过检查光路以及讨论分析，最后把问题归结到毛玻璃上面。
最后换了一个毛玻璃，得到了较为理想的结果，如Figure 9所示实验中，数据分别是：3219cm,23.5cm, 5.5cm,6cm z z z f ==== ，满足高斯公式(12)，由(13)式，放大倍数2132z z n z -== (17)而Figure 9中的峰值分别是：121.8mm, 6.8mm,x x == 则小孔的像的间距为5mm ，由于像放大了两倍，则两小孔的实际间距应为2.5m m x =(18)4.2.2 根据光学原理测量小孔间距大小用直尺测量到：110.5cm,51.6cm, 1.25cm,s s L === 根据(14)得到110 1.25cm 2.422mm 51.6s x L s ==⨯= (19)北京师范大学物理学系近代物理实验Ⅱ分析：对比结果，在我们的误差范围内，两种可以说是一致。