本文是由Marta Gilaberte Basset、Frank Setzpfandt、Fabian Steinlechner、Erik Beckert、Thomas Pertsch和Markus Gräfe等人共同撰写的综述文章，发表于2019年的《Laser & Photonics Reviews》期刊，题为“Perspectives for Applications of Quantum Imaging”。该文主要探讨了量子成像（Quantum Imaging）这一多领域交叉研究的前景及其潜在应用。

量子成像是一个涵盖极端光谱范围高效成像和超低光显微镜的多方面研究领域。自30多年前首次概念验证实验以来，该领域已从极具吸引力的学术研究逐渐过渡到展示实际技术增强的边缘。本文旨在为非量子光学领域的研究者，特别是应用成像技术的研究者，提供几种有前景的量子成像方法的概述，并评估其量子优势及近未来实际应用的前景。

文章首先介绍了光学显微镜和光谱学在现代研究中的重要性，涵盖了从基础物理学到材料科学、化学和生命科学的多个学科。通过回顾光的本质知识如何推动历史上新的成像应用，文章引出了量子成像的基本概念。光的量子特性，如叠加和纠缠，为量子技术应用提供了新的可能性，使得各种新型成像模式成为可能。

文章详细讨论了量子成像的几个主要方法，并将其分为三类：基于干涉的量子成像、基于相关性的量子成像和基于纠缠的量子成像。每类方法都通过具体实验和应用案例进行了深入探讨。

在基于干涉的量子成像部分，文章介绍了非线性干涉仪中的诱导相干现象及其在量子成像和光谱学中的应用。例如，通过非线性干涉仪，可以在不直接探测样品的情况下，利用未探测光子进行成像。这种方法在光谱范围灵活性方面具有显著优势，特别是在难以检测的光谱范围内，如紫外线和太赫兹范围。

在基于相关性的量子成像部分，文章详细讨论了量子鬼成像（Quantum Ghost Imaging, QGI）和量子鬼光谱学（Quantum Ghost Spectroscopy, QGS）。QGI利用光子对的空间相关性，通过两个分离的光子束分别探测样品和记录图像，最终通过相关性信号生成图像。这种方法在低光照条件下具有显著优势，特别适用于对光敏感的样品。QGS则利用光子对的频率反相关性，通过一个光子的光谱分析来推断另一个光子的光谱特性，从而在难以检测的光谱范围内实现光谱分析。

在基于纠缠的量子成像部分，文章探讨了光子对荧光显微镜和量子干涉显微镜。光子对荧光显微镜通过利用纠缠光子对进行双光子吸收，显著降低了光毒性和光漂白，适用于生物化学光敏样品的成像。量子干涉显微镜则利用n00n态（一种多光子纠缠态）进行干涉测量，能够在低于经典噪声极限的情况下进行高精度测量。

文章还讨论了量子成像技术在实际应用中的挑战，包括光源和探测器的优化、系统集成和测量时间的缩短等。尽管目前大多数量子成像方法仍处于基础研究阶段，但其在生物医学、材料科学和光谱学等领域的潜在应用前景广阔。

总结来说，本文通过对量子成像技术的全面综述，展示了其在多个领域的应用潜力，特别是在极端光谱范围和低光照条件下的成像优势。文章不仅回顾了已有的研究成果，还指出了未来研究中需要解决的关键技术挑战，为该领域的进一步发展提供了重要参考。

文章的价值在于其系统性地梳理了量子成像技术的最新进展，为研究者提供了一个全面的视角，帮助他们理解量子成像的基本原理、优势及其在实际应用中的潜力。此外，文章还通过具体实验和应用案例，展示了量子成像技术在不同场景下的独特优势，为未来的研究和应用提供了重要的理论和实践指导。