[發明專利]量子波函數成像

在審

• 申請號: 201710306045.5
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN108168716A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 胡孟軍;張永生;胡曉敏
• 申請（專利權）人: 胡孟軍;張永生;胡曉敏
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00;G01J4/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種利用直接精確測量被衍射粒子的量子波函數來實現物體立體成像的

方法，其特征在于，包括：

對入射的單粒子進行預處理，使得入射粒子處于完全相同的用來作為指針

的已知初始內部自由度態；

根據被測物體大小和實際測量需要，對預處理后單粒子空間量子波函數進

行擴束和準直；

直接精確測量被物體衍射后粒子的量子波函數分布，通過和已知的入射粒

子的量子波函數分布比較，即可獲得被測物體的立體成像。

2.根據權利要求1 所述的方法，其特征在于，進行被物體衍射后粒子的量

子波函數直接精確測量的步驟包括：

直接精確測量被測物體后距離為d 的成像面的粒子波函數分布；

距離d 的選取使得傍軸條件得到滿足，利用快速傅里葉變換計算程序根據

逆向傳播公式由成像面量子波函數分布逆向反推出被物體衍射粒子的量子波函

數分布。

3. 根據權利1 和權利2 所述的方法，其特征在于，對于成像面粒子的量子

波函數分布的直接精確測量的步驟包括：

在被測物體成像面某點使用外場或者裝置改變此點處粒子內部自由度狀態

到某個已知的不同于初始內部自由度態；

利用衍射裝置收集后選擇到某個特定動量態的粒子；

對收集粒子的內部自由度進行不同的測量，獲得成像面被改變內部態位置

處粒子的量子波函數；

移動能夠改變粒子內部自由度的外場或者裝置，掃描整個成像面，獲取粒

子在整個成像面的量子波函數分布。

4. 根據權利1-3 任一項所述的方法，其特征在于，通過對后選擇粒子內部

自由度不同力學量的測量，分別獲得成像面粒子的量子波函數的實部與虛部，

從而直接精確獲取被衍射粒子的量子波函數的相位分布。

5. 根據權利1-4 任一項所述的方法，其特征在于，對于入射粒子間沒有相

互作用或者相互作用很弱，例如光子，中子等，該方案對非單粒子源同樣適用。

6. 根據權利1-5 任一項所述的方法，其特征在于，該方案對于任一具有內

部自由度的量子客體同樣適用。

7. 根據權利1-6 任一項所述的方法，其特征在于，利用計算機存儲直接測

量的被衍射粒子的量子波函數分布，并與已知的入射粒子的量子波函數進行比

較，直接在計算機上繪制出被測物體的立體像。