离轴电子全息能够通过电子波的相位变化，定量测量材料内部及周围的电磁场，是研究纳米尺度电荷与磁性结构的重要技术。然而，全息图重构会使相位噪声产生空间关联，影响后续电磁物理量的计算。理解这种关联及其传播规律，是准确评估微弱电磁信号探测灵敏度的关键。

近日，课题组联合德国于利希研究中心Ernst Ruska电镜中心，结合数值模拟与实验，系统揭示了离轴电子全息中的噪声相关性及其对相位分辨率和电磁场定量测量的影响。

研究发现，傅里叶重构孔径是决定相位噪声空间关联的重要因素。在所考察的条件下，这种关联使噪声在梯度和拉普拉斯运算中的放大程度低于同等幅度的非关联噪声。研究进一步通过模拟评估了单个基本电荷和单个玻尔磁子对应信号的探测条件，为微弱电磁信号测量中的参数选择与灵敏度评估提供了定量依据。

该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中央高校基本科研业务费、广东省量子科学战略专项、广州市基础与应用基础项目、小米青年学者项目等资助。

图：（a）非关联与关联噪声的合成示意；（b）相邻像素关联系数示意；（c）对应关联矩阵；（d）矩阵局部放大及关联系数。

论文信息：

Wang, L. et al. Noise correlation and phase resolution in off-axis electron holography. Ultramicroscopy 287, 114444 (2026).

https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2026.114444