攝影術(shù)中會測量不同顏色的光線照射到膠片上的程度情況。然而，光也是一種波，因此也具有相位特征。相位指定了一個(gè)點(diǎn)在波周期內(nèi)的位置，并與信息深度相關(guān)，這意味著記錄被物體散射的光的相位可以恢復(fù)其完整的三維形狀，而這不能用一張簡單的照片獲得。這是光學(xué)全息攝影的基礎(chǔ)，在《星球大戰(zhàn)》等科幻電影中，就有全息圖技術(shù)的相關(guān)科幻場景。 =;"=o5g_  
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但問題是，照片/全息圖的空間分辨率受到光波長的限制，大約或略低于1μm（0.001 mm）。對于宏觀物體來說，這是可以的，但當(dāng)進(jìn)入納米技術(shù)領(lǐng)域時(shí)，它就開始失效。 =;Dj[<mJ45  
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現(xiàn)在，來自瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）的Fabrizio Carbone實(shí)驗(yàn)室的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種方法來觀察光在最小尺度上的行為，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出波長限制。研究人員使用了最不尋常的攝影媒介：自由傳播的電子。在他們的超高速電子顯微鏡中，該方法可以將量子信息編碼成被困在納米結(jié)構(gòu)中的全息光圖案，并且基于電子和光相互作用的一個(gè)奇異方面。 |'-%d^Z  
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科學(xué)家們利用電子-光相互作用的量子性質(zhì)來分離能量而不是空間中的電子參考光束和電子成像光束。這使得現(xiàn)在可以使用光脈沖來加密有關(guān)電子波函數(shù)的信息，而電子波函數(shù)可以用超快速透射電子顯微鏡進(jìn)行映射。 eG7Yyz+t$  
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這種新方法可以為我們提供兩個(gè)重要的好處：第一，光本身的信息，使其成為一個(gè)強(qiáng)大的工具，在時(shí)間和空間上具有阿秒和納米精度的電磁場成像。第二，該方法可用于量子計(jì)算應(yīng)用中，以操縱自由電子的量子性質(zhì)。 ?4^ 0xGyE  
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“傳統(tǒng)的全息攝影可以通過測量光從物體不同部位傳播的距離差異來提取三維信息，”Carbone說。“但這需要一個(gè)來自不同方向的附加參考光束來測量兩者之間的干擾。電子的概念是一樣的，但我們現(xiàn)在可以得到更高的空間分辨率，因?yàn)樗鼈兊牟ㄩL要短得多。例如，我們可以用超短的電子脈沖來形成全息圖，從而記錄快速移動物體的全息電影。” &~=r .T  
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除了量子計(jì)算之外，與其他方法相比，這種技術(shù)具有最高的空間分辨率，并且可以改變我們對日常生活中光的看法。“到目前為止，科學(xué)和技術(shù)僅限于在宏觀光學(xué)器件中自由傳播的光子。我們的新技術(shù)使我們能夠看到納米級的光發(fā)生了什么，這是將光器件小型化和集成到集成電路上的第一步�！� 4C
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原文來源：https://phys.org/news/2019-05-holographic-technique-quantum.html（實(shí)驗(yàn)幫譯）