Esquema del interferómetro de intensidad cromática. Crédito:LIU Luchuan et al.
Los interferómetros se utilizan ampliamente en diversas técnicas de obtención de imágenes de alta resolución espacial para ampliar el límite de difracción. Sin embargo, los métodos interferométricos convencionales solo funcionan cuando los fotones tienen la misma longitud de onda.
Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de la Academia de Ciencias de China construyeron un interferómetro de intensidad cromática mediante una guía de ondas de niobato de litio de polos periódicos (PPLN) y midieron con éxito dos fuentes láser muy cercanas de diferentes longitudes de onda. Este trabajo fue publicado en Cartas de revisión física .
En 2016, Frank Wilczek, un premio Nobel y sus colegas propusieron teóricamente que fotones de diferentes longitudes de onda podrían ingresar al detector para interferir y extraer la información de fase mediante la introducción de un detector de borrado de color, que se basó en la conversión de frecuencia en un interferómetro de intensidad. Esta nueva técnica recibió el nombre de interferometría de intensidad cromática.
Después, El grupo del profesor PAN Jianwei construyó detectores de fotón único con la guía de ondas PPLN creada por el Instituto de Tecnología Cuántica de Jinan. Basado en eso, demostraron la técnica de interferencia de intensidad en el laboratorio.
Para verificar la imagen de alta resolución espacial de la interferometría de intensidad cromática, los investigadores llevaron a cabo una serie de experimentos de campo. Mediante el uso de dos láseres de bombeo de diferentes longitudes de onda (1063,6 nm y 1064,4 nm respectivamente) para bombear un par de guías de onda PPLN paralelas, realizaron detectores de borrado de color que no podían distinguir entre fotones de 1063,6 nm y 1064,4 nm.
Con los dos detectores, instalaron dos telescopios para construir un interferómetro de intensidad con una longitud de referencia de 80 cm. Después de medir la distancia entre dos fuentes láser separadas por 4,2 mm a una distancia de 1,43 km por telescopios, propusieron un método de ajuste de fase para obtener la distancia angular entre las dos fuentes láser. Asombrosamente, los resultados superaron el límite de difracción de un solo telescopio en unas 40 veces, demostrando que la interferometría de intensidad cromática tenía una resolución espacial más alta.
Con el ajuste de longitud de onda múltiple, esta técnica expande la aplicación de la interferometría de intensidad a diversos campos como la observación astronómica, teledetección espacial, y detección de desechos espaciales.