記者從中科大獲悉，該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)首次建立雙折射干涉儀的量子理論模型，揭示了光子在雙折射干涉儀中的干涉行為，并在實(shí)驗(yàn)上得到驗(yàn)證。該成果6月26日發(fā)表在國際物理權(quán)威期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上，為非線性光學(xué)和偏振光學(xué)器件的設(shè)計(jì)和表征提供了重要工具。

干涉儀是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不可缺少的工具，被廣泛用于研究光學(xué)以及相關(guān)領(lǐng)域。對(duì)光子干涉現(xiàn)象的清晰認(rèn)識(shí)，可以幫助人們更好地將其應(yīng)用于光學(xué)精密測(cè)量中，這是因?yàn)榇蟛糠治锢砹堪ㄎ恢谩⒔嵌?、溫度、電?chǎng)等的精確測(cè)量，均可從干涉曲線中獲得目標(biāo)參數(shù)。因而，如何獲得穩(wěn)定的干涉曲線，并從單個(gè)干涉曲線獲得足夠的目標(biāo)參數(shù)，是光學(xué)精密測(cè)量永恒追求的目標(biāo)。

郭光燦院士團(tuán)隊(duì)史保森、周志遠(yuǎn)等首先在理論上建立雙折射干涉儀的一般量子光學(xué)模型，進(jìn)而設(shè)計(jì)了一個(gè)被動(dòng)穩(wěn)定改進(jìn)型的馬赫曾德干涉儀對(duì)理論模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該干涉儀的兩個(gè)臂上各插入一塊雙折射晶體，分別用于相位補(bǔ)償和作為待測(cè)樣品。他們利用自己研制的高亮度紅外通信波段光子源作為輸入光，分別研究了單光子、雙光子輸入下的光子干涉行為。

他們發(fā)現(xiàn)單光子、雙光子輸入均可觀測(cè)到溫度拍頻曲線，并且雙光子的溫度拍頻周期是單光子拍頻周期的一半，雙光子表現(xiàn)出位相超分辨能力。通過拍頻曲線，可以通過單個(gè)干涉曲線確定雙折射晶體兩個(gè)軸的熱色散系數(shù)。此外，他們還研究了雙折射晶體中的偏振消相干對(duì)干涉的影響。單光子干涉拍頻現(xiàn)象并不局限于單光子輸入，利用激光也能觀測(cè)到同樣現(xiàn)象。