科学研究

我院肖连团教授团队在国际顶级期刊《Science Advances》发表最新研究成果

发布时间:2026年04月02日浏览:

近日,我肖连团教授团队在新型超关联光源与抗噪声关联成像领域取得重要研究进展,相关研究成果以“Noise-tolerant correlated coincidence imaging based on supercorrelated light at 1550 nm”为题,于2026年3月27日发表于国际顶级期刊《Science Advances》(Science子刊,影响因子12.5)。太原理工大学为论文第一完成单位,肖连团教授、秦成兵教授与青年教师李嘉敏为论文通讯作者,2022级博士生闫宇为论文第一作者。

1550 nm波段的单光子成像技术兼具低传输损耗与高人体安全性双重优势,可突破传统成像系统的光照限制,实现极弱光下的高质量成像,在远程目标识别、安全监测及生物医学成像等领域具有重要应用前景。然而,环境噪声干扰是制约其走向实际应用的核心瓶颈。基于非经典光源光子关联性的关联成像,虽在一定程度上可实现优于经典方案的抗噪能力与成像质量,但现有非经典光源存在光子关联性弱、关联光子产率低、系统复杂等问题,难以满足极弱光、强噪声等极端场景下的成像需求。

针对上述瓶颈,肖连团教授团队聚焦新型光源研发与成像技术创新,提出一种基于脉冲激光泵浦光子晶体光纤的全光纤化超关联光源制备方案。该光源的光子关联性g(2)(0)最高可达18166超越同类体系方案两个数量级;在每脉冲平均光子数仅为0.00028的条件下,多光子发射概率超越经典光源50个数量级以上;光谱范围为430—1750 nm,具备灵活的多波长可调谐能力,关键性能指标均达国际领先水平。基于该光源构建的关联成像系统,展现出极强的抗噪能力。在高达10万倍噪声的极端环境下,系统可实现峰值信噪比10.28dB、对比度噪声比1.58的高质量成像。该工作从光源层面实现根本性突破,为解决远程、复杂环境下抗噪声成像的业界难题提供了全新技术路径。此外,超关联光源独特的光子统计特性与宽光谱可调谐能力,也为新一代量子随机数发生器及并行扫描量子雷达等应用奠定了坚实基础。

本工作得到了国家重点研发计划(2022YFA140420)和国家自然科学基金(U23A20380)的支持。

论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeb3192