近期，厦门大学物理科学与技术学院张武虹、陈理想研究团队在基于太阳光的光场调控及双光子关联成像领域取得关键进展。该团队打破基于激光泵浦晶体获取双光子对的传统方案，利用太阳光作为泵浦光源激发非线性光学晶体，获得了具有高度位置关联的双光子源，并且基于该双光子源实现了关联成像（又称“鬼像”）。该工作将为无电力供给或激光器无法正常工作等极端工况提供双光子获取的备选技术路径，也为发展基于太阳光的太空量子信息技术应用提供重要参考。相关工作以“Sunlight-Excited Spontaneous Parametric Down-Conversion for Ghost Imaging”发表在Advanced Photonics2026年第8期。

图1 实验装置示意图

基于非线性晶体的自发参量下转换（SPDC）效应产生纠缠光子对是大部分量子光学实验室的标配技术。近期的研究表明，部分相干光也可以实现SPDC，并且其部分相干的特性可以传递到SPDC产生双光子对中，从而为双光子调控带来了新的研究平台。考虑到太阳光作为自然界广泛使用的光源，是否可以用来激发SPDC产生关联双光子？而太阳光激发的SPDC核心优势在于可摆脱对传统激光器及外部供电设备的依赖，对极端条件下量子关联光子对的获取具有重要意义。

图2太阳光激发SPDC相关实验结果

张武虹、陈理想团队设计了一套基于赤道仪原理的室外全自动对日追踪太阳光采集系统，该系统可依托实时时间与地理坐标自动调节俯仰角度，并结合光敏芯片优化对日对准精度（图1）。性能测试结果（图2(a)）呈现了晴天环境下太阳光激发自发参量下转换（SPDC）的单光子计数与符合计数全天变化规律。同等泵浦功率下的双缝一维扫描实验（单点采集时长1 min，图2(b)）证实，宽光谱太阳光可使晶体满足准相位匹配条件，生成与单频激光效果相当的位置关联光子对。

基于上述成果，团队进一步完成太阳光双光子关联鬼成像实验验证。鬼成像凭借光束空间关联重构物体图像，无需光线与待测物体直接作用，依托单像素桶探测器采集信号，抗散射、抗大气湍流能力优异，在远距离量子通信、天基遥感成像等领域具备显著应用优势。实验重构的人脸鬼成像结果（图2(c)）符合双光子态高斯分布特征；不同测试周期的数据分析（图2(d)）显示，成像信噪比与对比度噪声比随采集时长增加稳步提升，验证了实验装置的稳定性与可靠性。

该实验是利用常规自然光源来实现非常规量子信息应用的一项关键性进展，也为光场调控和量子信息技术发展提供一个崭新视角。作为天然光源，太阳光用于产生关联光子对具有广阔应用前景，例如用于未来实现太空太阳光直接驱动的量子光源。该论文发表后得到国际科技媒体的广泛关注，其中ScienceDaily、Tech Times、Phys.org分别以“Sunlight-powered generation of correlated photon pairs”“Quantum Ghost Imaging Runs on Sunlight Alone for the First Time, Reaching 90.7% of Laser Performance”“Quantum ghost imaging works using only sunlight in stunning new experiment”为题刊发专题报道或深度解读。

ScienceDaily链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2026/05/260517211424.htm

Tech Times链接：https://www.techtimes.com/articles/316786/20260518/quantum-ghost-imaging-runs-sunlight-alone-first-time-reaching-907-laser-performance.htm

Phys.org链接：https://phys.org/news/2026-05-sunlight-powered-generation-photon-pairs.html

2022级硕士邢烨、2021级硕士许蝶飞为该论文共同第一作者，博士生李源、硕士生陈榕昌参与了相关工作，张武虹副教授（小米青年学者）、陈理想教授为共同通讯作者。研究成果得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、厦门大学校长基金等项目资助。

据悉，《Advanced Photonics》由中国激光出版社（CLP）和国际光学与光子学学会（SPIE）共同出版，聚焦光学与光子学领域的基础研究与应用创新，入选“中国科技期刊卓越行动计划”，2025年影响因子为18.8。

原文链接：https://www.researching.cn/articles/OJ9e5c448917ea3e41