بازگشت به جستجو

پیشرفت های کوانتومی در سیستم های تصویربرداری

عنوان	پیشرفت های کوانتومی در سیستم های تصویربرداری
نویسنده	کونییل، هاشیر پوتیاپورایل
تاریخ انتشار:	2024-08-30T14:54:41Z
موضوع	اپتیک کوانتومی، پردازش تصویر، نظریه کوانتومی، سیستم های کوانتومی
نوع	سند
زبان	انگلیسی
دیجیتال	بله
نسخه خطی	خیر
کتابخانه:	دانشگاه اوزیغین
شماره ثبت	9173d924-c78d-474b-af89-f046ac9a26f9
محل کتابخانه	گروه مهندسی برق و الکترونیک
تاریخ	2024-08-30T14:54:41Z
متن نمونه	سیستم های مبتنی بر مکانیک کوانتومی به طور فزاینده ای برای پیشرفت فناوری های موجود استفاده می شوند. یکی از مرزهای فناوری که در آن ویژگی‌های مکانیک کوانتومی پتانسیل بالایی دارد، صنعت تصویربرداری است. تصویربرداری کوانتومی، یک نسخه کوانتومی از سیستم تصویربرداری معمولی، به طور فزاینده ای برای کاربردهای تصویربرداری مورد بررسی قرار می گیرد. این روش تصویربرداری شامل بهره‌گیری از همبستگی‌های کوانتومی مکانی و زمانی منحصربه‌فرد برای افزایش شایستگی آن، از جمله تابع انتقال مدولاسیون است. این پایان نامه رویه اجرای طرح تصویربرداری کوانتومی فوتونیک را با هدف اصلی دستیابی به یک سیستم تصویربرداری بهبود یافته مورد بحث قرار می دهد. در این راستا، تولید کارآمد منابع کوانتومی، و همچنین توزیع و تجزیه و تحلیل دقیق آنها، از اهمیت بالایی برخوردار است، به ویژه با توجه به عملی بودن بسیاری از برنامه های تصویربرداری کوانتومی. منبع کوانتومی مبتنی بر فرآیند غیرخطی تبدیل پارامتری خود به خودی (SPDC) شناخته شده است و به طور فزاینده ای برای این کار استفاده می شود. ما از نظر تئوری مناسب بودن فرآیند SPDC با فازهای بحرانی را مطالعه می‌کنیم و تجزیه و تحلیل دقیق آن در این پایان‌نامه ارائه شده است که به مهندسی یک منبع کوانتومی مناسب برای کاربردهای تصویربرداری کوانتومی کمک می‌کند. از مطالعات نظری و آزمایش‌های اساسی ما، به خوبی درک می‌شود که جفت فوتون‌هایی که سیگنال و بی‌کار از یک فرآیند SPDC نامیده می‌شوند، می‌توانند پارامترهای مناسب زمان درهم‌تنیدگی و همبستگی موقعیت را برای تصویربرداری کوانتومی نشان دهند. این همبستگی های زمانی و مکانی برای تصویربرداری کوانتومی استفاده می شود که در آن همبستگی فضایی از استخراج ویژگی های دو بعدی کامل نمونه مورد مطالعه پشتیبانی می کند و همبستگی زمانی به ما امکان می دهد SNR سیستم را افزایش دهیم، پارامتری که بر تابع انتقال مدولاسیون تأثیر می گذارد. برای یادگیری توانایی همبستگی زمانی برای سرکوب نویز، در نتیجه SNR تقویت‌شده، کار جداگانه‌ای که بر اساس آزمایش روشنایی کوانتومی هدایت‌شده توسط SPDC پمپ شده با لیزر موج پیوسته انجام شده است. نتایج ما نشان می‌دهد که یک همبستگی کوانتومی در حوزه زمان، انعطاف‌پذیری در برابر نویز را افزایش داده است. در یک روش جدید، نشان می‌دهیم که با کمک همبستگی پلاریزاسیون، می‌توانیم معیار عملکرد SNR یک سیستم روشنایی کوانتومی را بهبود ببخشیم. همانطور که ما از همبستگی زمانی در طرح تصویربرداری علاوه بر همبستگی فضایی استفاده می کنیم، این نتیجه پیامدهایی برای سرکوب نویز از یک سیستم تصویربرداری کوانتومی دارد. پیشرفت فناوری‌های دوربین، فضای کافی را برای آزمایش ویژگی‌های فضایی کوانتومی، به‌ویژه در تصویربرداری مبتنی بر همبستگی فضایی مبتنی بر SPDC، فراهم کرد. همبستگی فضایی در SPDC از سیستم‌های کلاسیک متمایز است - زیرا همبستگی‌های نوع EPR را نشان می‌دهد. وظیفه دستیابی به بازسازی ویژگی فضایی یک نمونه شی با کمک همبستگی کوانتومی فضایی SPDC در این پایان نامه نشان داده شده است. مطالعه ما از همبستگی فضایی عرضی در مبنای پیوسته حالت SPDC برای تحقق تصویربرداری کوانتومی دوبعدی استفاده کرد. اثبات مفهوم نتیجه تجربی ما ثابت می کند که همبستگی فضایی می تواند برای بازسازی یک تصویر استفاده شود. از آنجایی که این طرح تصویربرداری مبتنی بر رفتار همبستگی کوانتومی سیگنال و فوتون‌های غیرفعال فرآیند SPDC است، ما می‌توانیم نویز در سیستم را با استفاده از تکنیک تصویربرداری تصادفی سرکوب کنیم. روش تصویربرداری تجربی نشان داده شده پراش محدود است، بنابراین وضوح سیستم، در بهترین حالت، برابر با همتایان کلاسیک است. کار شبیه‌سازی ما نشان می‌دهد که عملکرد طرح تصویربرداری کوانتومی می‌تواند تحت‌تاثیر پارامترهای ورودی مانند کمر پرتو پمپ، طول کریستال، و محل جسم نمونه و ابزار تصویربرداری قرار گیرد. بنابراین، انتخاب دقیق مقادیر پارامتر ورودی برای عملکرد سیستم بسیار مهم است. این مطالعه نتیجه‌گیری می‌کند که طرح‌های تصویربرداری مبتنی بر کوانتوم، مانند آنچه در این پایان‌نامه ارائه شده است، انعطاف‌پذیری بالایی در برابر نویز دارند. Kuantum mekani˘gi ¨ozelliklerinin y¨uksek potansiyele sahip oldu˘gu teknolojik sınırlardan biri de g¨or¨unt¨uleme end¨ustrisidir. G¨or¨unt¨uleme uygulamaları i¸cin giderek daha fazla ara¸stırılan kuantum g¨or¨unt¨uleme، geleneksel g¨or¨unt¨uleme sistemlerinin bir kuantum versiyonudur. Bu g¨or¨unt¨uleme y¨ontemi، benzersiz uzamsal ve zamansal kuantum korelasyonlarından faydalanarak، mod¨ulasyon transfer functionu dahil olmak ¨uzere parametrelerini geli¸stirmek i¸cin kullanılır. بو تز، گلی ¸ استیریلمی¸س بیر گ¨ور¨نت¨ اولمه سیستمی الده اتمک ای¸سین فونیک کوانتوم گ¨ یا ¨نت¨ اولمه د¨وزینین اویگولانما پرزود¨ور¨ون¨و تارتی¸سمکتادیر. Bu y¨onde, kuantum g¨or¨unt¨uleme uygulamalarının pratikli˘gi bakımından ¨ozellikle kuantum kaynaklarının verimli bir ¸sekilde olu¸sturulması, da˘gıtımı analizi ve do˘gru bir ¸eduilse. ¨onem ta¸sımaktadır. Kendili˘ginden parametrik a¸sa˘gı d¨on¨u¸s¨um (KPAD) olu¸sumunun kritik faz e¸sle¸smesine dayalı bir kuantum kayna˘gı، bu g¨orev i¸cin iyi bilinen ve giderek daha fazla biry. Bu tezde، kritik faz e¸sle¸smesi KPAD i¸sleminin uygunlu˘gunu teorik olarak inceledik ve bir kuantum kayna˘gı m¨uhendisli˘gi i¸cin ayrıntılı bir analiz sunduk. Teorik ¸calı¸smalarımız ve temel deneylerimizden, KPAD i¸sleminden elde edilen sinyal ve aylak adlı foton ¸ciftlerinin, kuantum g¨or¨unt¨uleme i¸cin uygun olan zamansal ve mekansal i¨yiie anla¸sılmaktadır. Bu zamansal ve mekansal korelasyonlar, ¨ornek ¨uzerindeki tam iki boyutlu ¨ozelliklerinin ¸cıkarılmasını destekleyen uzamsal korelasyonları ve sistemdeki SNR’yi artırmamıza izin veren zamansal korelasyonları i¸cerir. G¨ur¨ult¨uy¨u bastırmak i¸cin zamansal korelasyonun yeene˘gini ¨o˘grenmek، b¨oylelikle SNR artı¸sı، s¨urekli dalga lazerle pompalanan KPAD tarafından y¨onlendiyrinan day. ¸calı¸sma y¨ur¨ut¨ulm¨u¸st¨ur. Sonu¸clarımız, Zamansal korelasyonun g¨ur¨ult¨uye kar¸sı artan dayanıklılı˘gının oldu˘gunu g¨ostermektedir. دوربین تکنولوجیلرینین گلی¸سیمی، ¨ozellikle KPAD temelli mekansal korelasyon tabanlı g¨or¨unt¨uleme alanında kuantum mekani˘gi mekansal ¨ozellikleriyle deney yapmak i¸cin bol fırsat sunmu¸stur. KPAD’deki mekansal korelasyon klasik sistemlerden ayrılır - ¸c¨unk¨u EPR tipi korelasyonlar g¨osterir. KPAD’nin mekansal kuantum korelasyonunun yardımıyla bir nesne ¨orne˘ginin mekansal ¨ozelli˘ginin yeniden olu¸sturulması g¨orevi bu tezde g¨osterilmi¸stir. C¸ alı¸smamız، KPAD modunun s¨urekli bazında pop¨uler bir ¸capraz mekansal korelasyon ¨ozelli˘gini kullanarak iki boyutlu kuantum g¨or¨unt¨uleme ger¸cekle¸stirmeye y¨oneliktir. Kavram kanıtı olarak deneysel sonu¸clarımız, mekansal korelasyonun bir g¨or¨unt¨uy¨u yeniden olu¸sturmak i¸cin kullanılabilece˘gini g¨ostermektedir. Bu g¨or¨unt¨uleme¸seması, KPAD s¨urecinin sinyal ve aylak fotonlarının kuantum korelasyon davranı¸sına dayandı˘gı i¸cin, rastlantısal g¨or¨unt¨uleme tekni˘gini gullanaraky sistemu. bastırabildik. G¨osterilen deneysel g¨or¨unt¨uleme y¨ontemi kırınım ile sınırlıdır, bu nedenle sistem ¸c¨oz¨un¨url¨u˘g¨u en iyi durumda klasik kar¸sıt par¸calarıyla e¸sittir. Sim¨ulasyon ¸calı¸smamız, kuantum g¨or¨unt¨uleme ¸semasının pompa ı¸sını bel geni¸sli˘gi, kristal uzunlu˘gu, ¨ornek nesnenin konumu ve g¨or¨ aracbiule koniulum. tarafından etkilenebilece˘gini g¨ostermektedir. Bu nedenle، giri¸s parametre de˘gerlerinin dikkatli se¸cimi sistem performansı i¸cin kritiktir. C¸ alı¸sma، bu tezde sunulan gibi kuantum tabanlı g¨or¨unt¨uleme ¸semalarının g¨ur¨ult¨uye kar¸sı y¨uksek diren¸c g¨osterdi˘gini sonu¸clandırmaktadır.

مشاهده در منبع دانشگاه اوزیغین دانشگاه اوزیغین - موتور جستجوی آثار تاریخی، آرشیوها و نشریات

دانشگاه اوزیغین

پیشرفت های کوانتومی در سیستم های تصویربرداری

نویسنده کونییل، هاشیر پوتیاپورایل

تاریخ انتشار 2024-08-30T14:54:41Z

موضوع اپتیک کوانتومی، پردازش تصویر، نظریه کوانتومی، سیستم های کوانتومی

نوع سند

زبان انگلیسی

دیجیتال بله

نسخه خطی خیر

کتابخانه دانشگاه اوزیغین

شماره ثبت 9173d924-c78d-474b-af89-f046ac9a26f9

محل کتابخانه گروه مهندسی برق و الکترونیک

تاریخ 2024-08-30T14:54:41Z

متن نمونه سیستم های مبتنی بر مکانیک کوانتومی به طور فزاینده ای برای پیشرفت فناوری های موجود استفاده می شوند. یکی از مرزهای فناوری که در آن ویژگی‌های مکانیک کوانتومی پتانسیل بالایی دارد، صنعت تصویربرداری است. تصویربرداری کوانتومی، یک نسخه کوانتومی از سیستم تصویربرداری معمولی، به طور فزاینده ای برای کاربردهای تصویربرداری مورد بررسی قرار می گیرد. این روش تصویربرداری شامل بهره‌گیری از همبستگی‌های کوانتومی مکانی و زمانی منحصربه‌فرد برای افزایش شایستگی آن، از جمله تابع انتقال مدولاسیون است. این پایان نامه رویه اجرای طرح تصویربرداری کوانتومی فوتونیک را با هدف اصلی دستیابی به یک سیستم تصویربرداری بهبود یافته مورد بحث قرار می دهد. در این راستا، تولید کارآمد منابع کوانتومی، و همچنین توزیع و تجزیه و تحلیل دقیق آنها، از اهمیت بالایی برخوردار است، به ویژه با توجه به عملی بودن بسیاری از برنامه های تصویربرداری کوانتومی. منبع کوانتومی مبتنی بر فرآیند غیرخطی تبدیل پارامتری خود به خودی (SPDC) شناخته شده است و به طور فزاینده ای برای این کار استفاده می شود. ما از نظر تئوری مناسب بودن فرآیند SPDC با فازهای بحرانی را مطالعه می‌کنیم و تجزیه و تحلیل دقیق آن در این پایان‌نامه ارائه شده است که به مهندسی یک منبع کوانتومی مناسب برای کاربردهای تصویربرداری کوانتومی کمک می‌کند. از مطالعات نظری و آزمایش‌های اساسی ما، به خوبی درک می‌شود که جفت فوتون‌هایی که سیگنال و بی‌کار از یک فرآیند SPDC نامیده می‌شوند، می‌توانند پارامترهای مناسب زمان درهم‌تنیدگی و همبستگی موقعیت را برای تصویربرداری کوانتومی نشان دهند. این همبستگی های زمانی و مکانی برای تصویربرداری کوانتومی استفاده می شود که در آن همبستگی فضایی از استخراج ویژگی های دو بعدی کامل نمونه مورد مطالعه پشتیبانی می کند و همبستگی زمانی به ما امکان می دهد SNR سیستم را افزایش دهیم، پارامتری که بر تابع انتقال مدولاسیون تأثیر می گذارد. برای یادگیری توانایی همبستگی زمانی برای سرکوب نویز، در نتیجه SNR تقویت‌شده، کار جداگانه‌ای که بر اساس آزمایش روشنایی کوانتومی هدایت‌شده توسط SPDC پمپ شده با لیزر موج پیوسته انجام شده است. نتایج ما نشان می‌دهد که یک همبستگی کوانتومی در حوزه زمان، انعطاف‌پذیری در برابر نویز را افزایش داده است. در یک روش جدید، نشان می‌دهیم که با کمک همبستگی پلاریزاسیون، می‌توانیم معیار عملکرد SNR یک سیستم روشنایی کوانتومی را بهبود ببخشیم. همانطور که ما از همبستگی زمانی در طرح تصویربرداری علاوه بر همبستگی فضایی استفاده می کنیم، این نتیجه پیامدهایی برای سرکوب نویز از یک سیستم تصویربرداری کوانتومی دارد. پیشرفت فناوری‌های دوربین، فضای کافی را برای آزمایش ویژگی‌های فضایی کوانتومی، به‌ویژه در تصویربرداری مبتنی بر همبستگی فضایی مبتنی بر SPDC، فراهم کرد. همبستگی فضایی در SPDC از سیستم‌های کلاسیک متمایز است - زیرا همبستگی‌های نوع EPR را نشان می‌دهد. وظیفه دستیابی به بازسازی ویژگی فضایی یک نمونه شی با کمک همبستگی کوانتومی فضایی SPDC در این پایان نامه نشان داده شده است. مطالعه ما از همبستگی فضایی عرضی در مبنای پیوسته حالت SPDC برای تحقق تصویربرداری کوانتومی دوبعدی استفاده کرد. اثبات مفهوم نتیجه تجربی ما ثابت می کند که همبستگی فضایی می تواند برای بازسازی یک تصویر استفاده شود. از آنجایی که این طرح تصویربرداری مبتنی بر رفتار همبستگی کوانتومی سیگنال و فوتون‌های غیرفعال فرآیند SPDC است، ما می‌توانیم نویز در سیستم را با استفاده از تکنیک تصویربرداری تصادفی سرکوب کنیم. روش تصویربرداری تجربی نشان داده شده پراش محدود است، بنابراین وضوح سیستم، در بهترین حالت، برابر با همتایان کلاسیک است. کار شبیه‌سازی ما نشان می‌دهد که عملکرد طرح تصویربرداری کوانتومی می‌تواند تحت‌تاثیر پارامترهای ورودی مانند کمر پرتو پمپ، طول کریستال، و محل جسم نمونه و ابزار تصویربرداری قرار گیرد. بنابراین، انتخاب دقیق مقادیر پارامتر ورودی برای عملکرد سیستم بسیار مهم است. این مطالعه نتیجه‌گیری می‌کند که طرح‌های تصویربرداری مبتنی بر کوانتوم، مانند آنچه در این پایان‌نامه ارائه شده است، انعطاف‌پذیری بالایی در برابر نویز دارند. Kuantum mekani˘gi ¨ozelliklerinin y¨uksek potansiyele sahip oldu˘gu teknolojik sınırlardan biri de g¨or¨unt¨uleme end¨ustrisidir. G¨or¨unt¨uleme uygulamaları i¸cin giderek daha fazla ara¸stırılan kuantum g¨or¨unt¨uleme، geleneksel g¨or¨unt¨uleme sistemlerinin bir kuantum versiyonudur. Bu g¨or¨unt¨uleme y¨ontemi، benzersiz uzamsal ve zamansal kuantum korelasyonlarından faydalanarak، mod¨ulasyon transfer functionu dahil olmak ¨uzere parametrelerini geli¸stirmek i¸cin kullanılır. بو تز، گلی ¸ استیریلمی¸س بیر گ¨ور¨نت¨ اولمه سیستمی الده اتمک ای¸سین فونیک کوانتوم گ¨ یا ¨نت¨ اولمه د¨وزینین اویگولانما پرزود¨ور¨ون¨و تارتی¸سمکتادیر. Bu y¨onde, kuantum g¨or¨unt¨uleme uygulamalarının pratikli˘gi bakımından ¨ozellikle kuantum kaynaklarının verimli bir ¸sekilde olu¸sturulması, da˘gıtımı analizi ve do˘gru bir ¸eduilse. ¨onem ta¸sımaktadır. Kendili˘ginden parametrik a¸sa˘gı d¨on¨u¸s¨um (KPAD) olu¸sumunun kritik faz e¸sle¸smesine dayalı bir kuantum kayna˘gı، bu g¨orev i¸cin iyi bilinen ve giderek daha fazla biry. Bu tezde، kritik faz e¸sle¸smesi KPAD i¸sleminin uygunlu˘gunu teorik olarak inceledik ve bir kuantum kayna˘gı m¨uhendisli˘gi i¸cin ayrıntılı bir analiz sunduk. Teorik ¸calı¸smalarımız ve temel deneylerimizden, KPAD i¸sleminden elde edilen sinyal ve aylak adlı foton ¸ciftlerinin, kuantum g¨or¨unt¨uleme i¸cin uygun olan zamansal ve mekansal i¨yiie anla¸sılmaktadır. Bu zamansal ve mekansal korelasyonlar, ¨ornek ¨uzerindeki tam iki boyutlu ¨ozelliklerinin ¸cıkarılmasını destekleyen uzamsal korelasyonları ve sistemdeki SNR’yi artırmamıza izin veren zamansal korelasyonları i¸cerir. G¨ur¨ult¨uy¨u bastırmak i¸cin zamansal korelasyonun yeene˘gini ¨o˘grenmek، b¨oylelikle SNR artı¸sı، s¨urekli dalga lazerle pompalanan KPAD tarafından y¨onlendiyrinan day. ¸calı¸sma y¨ur¨ut¨ulm¨u¸st¨ur. Sonu¸clarımız, Zamansal korelasyonun g¨ur¨ult¨uye kar¸sı artan dayanıklılı˘gının oldu˘gunu g¨ostermektedir. دوربین تکنولوجیلرینین گلی¸سیمی، ¨ozellikle KPAD temelli mekansal korelasyon tabanlı g¨or¨unt¨uleme alanında kuantum mekani˘gi mekansal ¨ozellikleriyle deney yapmak i¸cin bol fırsat sunmu¸stur. KPAD’deki mekansal korelasyon klasik sistemlerden ayrılır - ¸c¨unk¨u EPR tipi korelasyonlar g¨osterir. KPAD’nin mekansal kuantum korelasyonunun yardımıyla bir nesne ¨orne˘ginin mekansal ¨ozelli˘ginin yeniden olu¸sturulması g¨orevi bu tezde g¨osterilmi¸stir. C¸ alı¸smamız، KPAD modunun s¨urekli bazında pop¨uler bir ¸capraz mekansal korelasyon ¨ozelli˘gini kullanarak iki boyutlu kuantum g¨or¨unt¨uleme ger¸cekle¸stirmeye y¨oneliktir. Kavram kanıtı olarak deneysel sonu¸clarımız, mekansal korelasyonun bir g¨or¨unt¨uy¨u yeniden olu¸sturmak i¸cin kullanılabilece˘gini g¨ostermektedir. Bu g¨or¨unt¨uleme¸seması, KPAD s¨urecinin sinyal ve aylak fotonlarının kuantum korelasyon davranı¸sına dayandı˘gı i¸cin, rastlantısal g¨or¨unt¨uleme tekni˘gini gullanaraky sistemu. bastırabildik. G¨osterilen deneysel g¨or¨unt¨uleme y¨ontemi kırınım ile sınırlıdır, bu nedenle sistem ¸c¨oz¨un¨url¨u˘g¨u en iyi durumda klasik kar¸sıt par¸calarıyla e¸sittir. Sim¨ulasyon ¸calı¸smamız, kuantum g¨or¨unt¨uleme ¸semasının pompa ı¸sını bel geni¸sli˘gi, kristal uzunlu˘gu, ¨ornek nesnenin konumu ve g¨or¨ aracbiule koniulum. tarafından etkilenebilece˘gini g¨ostermektedir. Bu nedenle، giri¸s parametre de˘gerlerinin dikkatli se¸cimi sistem performansı i¸cin kritiktir. C¸ alı¸sma، bu tezde sunulan gibi kuantum tabanlı g¨or¨unt¨uleme ¸semalarının g¨ur¨ult¨uye kar¸sı y¨uksek diren¸c g¨osterdi˘gini sonu¸clandırmaktadır.