Journal of Experimental and Theoretical PhysicsJournal of Experimental and Theoretical Physics0044-45103034-641XRussian Academy of Science10.31857/S0044451023110032Ghost Imaging in a Fiber-Optic Endoscope Based on Light ScatteringФормирование фантомных изображений в волоконно-оптическом эндоскопе на основе рассеяния светаAgapovD. P.АгаповД. П. agapov_d_p_noemail@ras.ruBelovolovI. V.БеловоловИ. В. belovolov_i_v_noemail@ras.ruMagnitskiyS. AМагницкийС. А magnitskiy_s_a_noemail@ras.ruFrolovtsevD. N.ФроловцевД. Н. frolovtsev_d_n_noemail@ras.ruChirkinA. S.ЧиркинА. С. chirkin_a_s_noemail@ras.ruМосковский государственный университет им. М. В. ЛомоносоваFaculty of Physics, Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М. В. ЛомоносоваFaculty of Physics, Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М. В. ЛомоносоваFaculty of Physics, Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М. В. ЛомоносоваFaculty of Physics, Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М. В. ЛомоносоваFaculty of Physics, Moscow State University011120231645722730

The possibility of obtaining an object image using a fiber-optic endoscope based on ghost imaging principle is demonstrated experimentally. The endoscope consists of a multimode fiber and includes a radiation source with thermal statistics, which is formed by means of random modulation of He–Ne laser radiation with the help of a phase spatial light modulator. It is shown that after the passage through the fiber, the field preserves the pseudo-thermal statistics. Radiation obtained in this way is used for ghost imaging in transmitted as well as scattered light.

Экспериментально продемонстрирована возможность получения изображения объекта с помощью волоконно-оптического эндоскопа с применением принципа фантомных изображений. Эндоскоп состоит из многомодового волокна и включает в себя источник излучения с тепловой статистикой, которое формируется при случайной модуляции излучения He-Ne-лазера с помощью фазового пространственного модулятора света. Показано, что после прохождения волокна поле сохраняет псевдотепловую статистику. Полученное таким образом излучение использовано для формирования фантомных изображений как в прошедшем, так и в рассеянном свете.

N. Bornman, M. Agnew, F. Zhu et al., npj Quantum Inf. 5, 63 (2019).С. А. Ахманов, Ю. Е. Дьяков, А. С. Чиркин, Введение в статистическую радиофизику и оптику, Наука, Москва (1981).Д. Н. Клышко, ЖЭТФ 94(6), 82 (1988).T. B. Pittman, Y. Shih, D. V. Strekalov et al., Phys. Rev. A 52, R3429 (1995).J. H. Shapiro and R. W. Boyd, Quantum Inf. Process (2012), DOI 10.1007/s11128-011-0356-5.F. Wang, L. Liu, P. Yu et al., Sci. Rep. 6, 24703 (2016).N. Davletshin, D. Ikonnikov, V. Sutormin et al., Opt. Lett. 47, 9 (2022).Z. H. Xu, W. Chen, J. Penuelas et al., Opt. Express 26, 2427 (2018).H. Yu, R. Lu, S. Han et al., 117, 113901 (2016).D. Pelliccia, A. Rack, M. Scheel et al., Phys. Rev. Lett. 117, 113902 (2016).L. Olivieri, J. S. T. Gongora, and L. Peters, Optica 7, 186 (2020).L. Olivieri, J. S. T. Gongora, A. Pasquazi et al., ACS Photonics, 5, 3379 (2018).M. Q. Li, R. M. Lan, X. F. Liu et al., Appl. Phys. Lett. 117, 084102 (2020).S. S. Hodgman, W. Bu, S. B. Mann et al., Phys. Rev. Lett.122, 233601 (2019).A. S. Chirkin, P. P. Gostev, D. P. Agapov et al., Laser Phys. Lett. 15, 115404 (2018).Д. П. Агапов, И. А. Беловолов, С. А. Магницкий и др., в сб. XIII международные чтения по квантовой оптике (IWQO-2019), стр. 252.S. Magnitskiy, D. Agapov, and A. Chirkin, Opt. Lett. 47, 754 (2022).С. А. Магницкий, Д. П. Агапов, И. А. Беловолов и др., Вестник МГУ, сер. Физика, астрономия № 6, 19 (2021).Д. А. Балакин, Д. П. Агапов, П. П. Гостев и др., ЖЭТФ 162, 811 (2022).H. Wu, B. Han, Z. Wang et al., Opt. Express 28, 9957 (2020).C. Liu, J. Chen, J. Liu et al., Opt. Express 26, 10048 (2018).T. Fukui, Y. Kohno, R. Tang et al., J. Lightwave Technol. 39, 839 (2021).T. Fukui, Y. Nakano, and T. Tanemura, JOSA 38, 3796 (2021).O. Herman, O. Wagner, N. Shabairou, and Z. Zalevsky, Opt. Fiber Technol. 54 102122 (2020).A. M. Caravaca-Aguirre and R. Piestun, Opt. Express 25, 1656 (2017).V. L. Amitonova and J. F. de Boer, Opt. Lett. 43, 5427 (2018).S. Singh, S. Labouesse, and R. Piestun, IEEE Trans.Comput. Imaging 9, 159 (2023).D. Yang, M. Hao, G. Wu et al., Optics and Lasers in Engineering 149, 106827 (2022).Y. Xu, W. Liu, E. Zhang et al., Opt. Express 23, 32993 (2015).W. Gong, P. Zhang, X. Shen et al., arXiv: 0806. 3543.Y. Tian, Z. Ding, H. Feng et al., IEEE Photon. J. 12(6), 1 (2020).А. В. Белинский, П. П. Гостев, С. А. Магницкий и др., Письма в ЖЭТФ 177, 207 (2023).Д. П. Агапов, И. А. Беловолов, П. П. Гостев и др., ЖЭТФ 162, 215 (2022).https://github.com/vongostev/lightprop2dhttps://github.com/vongostev/pyMMFM. D'Angelo, A. Valencia, M. H.Rubin et al., Phys. Rev. A 72, 013810 (2005).