研究团队展示了角谱相关干扰

光学干涉不仅是一种基本现象，可以推导出新的光理论，而且它还被用于干涉测量，用于测量小位移、折射率变化和表面不规则性。迈克尔逊干涉仪是一种常用的干涉仪，通过它可以很容易地观察到光的等倾角等厚干涉条纹。历史上，这种干涉仪已被用于许多著名的物理实验，例如迈克尔逊-莫雷实验和引力波探测。

在《光科学与应用》上发表的一篇新论文中，中国科学技术大学量子信息重点实验室石宝森教授和周志元副教授带领的科学家团队展示了一种特殊的平等-倾角干涉在迈克尔逊干涉仪中使用非单色光子，表现为环状条纹的数量随着光程差 (OPD) 的增加而增加得比等倾角干涉的相应条纹快得多。

在他们的干涉仪中使用的光子是通过二阶非线性晶体中的自发参数下变频 (SPDC) 产生的，其中一个更高能量的泵浦光子以一定的概率分裂成一对能量较低的光子。在这项工作中，观测到的干扰与 SPDC 过程产生的光子的特殊频率角谱密切相关：光子具有很大的发散角，并且光子的频率随着发散角的增加而变化。干涉的原理是晶体发出的不同频率的光子具有不同的发散角，每个发散角对应一个独特的频率组合;因此，不同频率的光子在两块平行板之间具有不同的相位差，最终产生相长干涉或相消干涉的不同结果，在检测平面上形成亮或暗的环状条纹。科学家们将这种干扰称为角谱相关 (ASD) 干扰，因为它是由不同角度分量的干扰模式组合引起的。

ASD干涉的原理和现象与传统的等倾角干涉类似：它们都有环状条纹，产生亮环或暗环的相位差取决于角度，环的数量取决于OPD; 然而，无论是理论结果还是实验结果表明随着 OPD 的增加，环状条纹的数量比普通等倾角干涉的相应条纹增加了 γ 倍。对于实验中不同臂差的干涉条纹，在他们的实验条件下，γ为27阶。该现象也可以使用等效波长进行参数化，在他们的实验条件下约为光子真实波长的1/27 . 这里等效波长的物理意义是ASD干涉条纹与传统等倾角干涉仪的干涉条纹相同，其中光子的波长具有该值。本文的理论模型表明，通过调整实验参数可以进一步提高这些参数。

ASD 干涉的一个优点是，当使用该干涉仪通过记录条纹的变化来测量小位移或折射率变化时，灵敏度可以增加 γ 倍，因为在这些情况下，条纹的更大变化表明 OPD 的灵敏度更高. γ值较大的ASD干扰的另一个优点是可以更准确地确定零OPD的点，从而可以提高光路测量精度，通过拟合他们的实验数据为±0.54μm。

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