综述：量子成像方法与使能技术综述

（推荐语）本综述系统梳理了量子成像领域的最新进展，聚焦三大核心技术：量子光源（如SPDC）、单光子探测器（如SPAD阵列）和成像方法（如QGI/QIUP），揭示了利用纠缠光子对（biphotons）突破经典光学极限的潜力，尤其在生物显微（14 μm分辨率）和中红外成像（4.2 μm）中展现独特优势。

　　

量子成像的革命性潜力

量子成像正通过非经典光态突破传统光学技术的边界。从显微镜到光谱学，这一领域利用量子纠缠、压缩态等特性，实现了分辨率增强、灵敏度提升和低损伤探测，尤其适用于光敏感的生物样本研究。

量子光源：从体晶体到超薄材料
自发参量下转换（SPDC）是生成纠缠光子对的核心技术。体非线性晶体（如BBO、KTP）通过准相位匹配实现高效转换，但新兴的二维材料（如过渡金属硫化物）和铁电向列液晶（FNLC）打破了相位匹配限制，支持更广角度和波长的纠缠光子发射。超表面（metasurface）通过纳米天线阵列进一步调控非线性相互作用，虽产率较低，但为芯片集成量子技术铺路。

探测器：从相机到单光子雪崩阵列
成像与传感的关键区别在于空间分辨能力。科学级相机（如ICCD、EMCCD）通过增强信噪比适应弱光环境，而单光子雪崩二极管（SPAD）阵列凭借<100 ps时间分辨率成为关联成像的理想选择。光电阴极探测器（如LINCam）则以超低暗计数（10^-3
cps/像素）实现高对比度成像，但受限于死时间。

关联成像：量子鬼成像（QGI）的噪声抑制艺术
QGI利用光子对的时空关联特性：一个光子与样品作用后，通过桶探测器（bucket detector）的触发信号筛选成像探测器中的有效事件。近场QGI（分辨率≈√(Lλ_p
)）适用于显微观测植物气孔等微结构，而远场QGI（分辨率∝f_i
λ_p
/w_p
）更适合厘米级视场。3D成像通过飞行时间关联进一步扩展应用场景。

干涉成像：未探测光子的量子成像（QIUP）
QIUP通过诱导相干将idler光子的相互作用编码到signal光子的干涉中，无需直接探测红外光子即可实现中红外（3.7 μm）显微成像。其折叠式近场构型（SU(1,1)干涉仪）可解析心肌组织等生物样本，分辨率达0.44M_i
√[L(λ_i
+λ_s
)/n]。

混合方法：交互无鬼成像（IFGI）
结合关联与干涉优势，IFGI通过萨格纳克干涉仪实现相位/偏振对比成像。相较于传统QGI对透明样品的局限性，IFGI能解析硅片厚度差（500 nm）等细微特征。

未来展望
量子傅里叶变换红外（qFTIR）和宽带SPDC源（如AgGaS₂
覆盖5-12 μm）将推动高光谱成像发展。随着超导纳米线单光子探测器（SNSPD）向10 μm波段延伸，量子成像有望在生命科学和临床诊断中开辟全新维度。