5月13日消息,據(jù)媒體報道,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團隊在量子光學(xué)成像領(lǐng)域取得重大突破。研究團隊聯(lián)合國內(nèi)外科研機構(gòu),創(chuàng)新性地提出主動光學(xué)強度干涉合成孔徑技術(shù),成功實現(xiàn)1.36公里外毫米級目標(biāo)的高分辨成像,成像分辨率較單臺望遠(yuǎn)鏡提升14倍。這一原創(chuàng)性成果近日發(fā)表于《物理評論快報》。
傳統(tǒng)成像技術(shù)的分辨率受到單個孔徑衍射極限的制約。為突破這一極限,研究人員致力于發(fā)展各類合成孔徑成像技術(shù)。例如,事件視界望遠(yuǎn)鏡構(gòu)建了一個地球尺度的合成孔徑。但由于大氣湍流引起的相位不穩(wěn)定性,事件視界望遠(yuǎn)鏡所采用的基于振幅干涉的合成孔徑技術(shù)很難直接應(yīng)用于光學(xué)波段。
早在20世紀(jì)50年代,科學(xué)家提出強度干涉成像技術(shù),其應(yīng)用于光學(xué)長基線合成孔徑成像具有獨特優(yōu)勢,但當(dāng)前該技術(shù)仍局限于恒星成像等被動成像應(yīng)用。
為實現(xiàn)遠(yuǎn)距離非自發(fā)光目標(biāo)的高分辨率成像,并抵抗大氣湍流,結(jié)合主動照明的強度干涉技術(shù)成為極佳的候選方案。然而,由于缺乏有效的遠(yuǎn)距離熱光照明方案和魯棒的圖像重建算法,強度干涉技術(shù)應(yīng)用于主動合成孔徑成像領(lǐng)域仍具挑戰(zhàn)性。
針對上述難題,研究團隊提出主動光學(xué)強度干涉技術(shù),開發(fā)一種多激光發(fā)射器陣列系統(tǒng),通過大氣湍流的自然調(diào)制,巧妙合成多個相位獨立的激光束以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離贗熱照明。
在1.36公里的城市大氣環(huán)境中,研究團隊使用8個間距0.15米的獨立激光發(fā)射器照射目標(biāo),通過0.07-0.87米可調(diào)基線接收系統(tǒng),最終重建出毫米級分辨率的目標(biāo)圖像。這項技術(shù)不僅突破了傳統(tǒng)成像的物理極限,更開創(chuàng)性地解決了大氣湍流環(huán)境下的遠(yuǎn)距離高分辨成像難題。
該成果為空間碎片監(jiān)測、遙感測繪等國家重大需求提供了全新的技術(shù)路徑,展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。潘建偉團隊再次以原創(chuàng)性突破推動量子光學(xué)技術(shù)向?qū)嵱没~進(jìn),彰顯了中國在量子科技領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。