中国科学家实现1.36公里外毫米级高分辨成像技术突破衍射极限_今日

中国科学家实现1.36公里外毫米级高分辨成像技术突破衍射极限

网友

2025-05-17 15:04:29

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中国科学技术大学潘建伟、张强、徐飞虎等人与中国科学院西安光学精密机械研究所等国内外科研机构合作，首次提出并实验验证了主动光学强度干涉技术合成孔径技术。这项技术实现了对1.36公里外毫米级目标的高分辨成像，成像分辨率较干涉仪中的单台望远镜提升了约14倍。相关成果发表于国际权威学术期刊《物理评论快报》。

传统成像技术的分辨率受单个孔径衍射极限限制。为突破这一极限，研究人员致力于发展各类合成孔径成像技术。例如，事件视界望远镜构建了一个地球尺度的合成孔径，但由于大气湍流引起的相位不稳定性，基于振幅干涉的合成孔径技术难以直接应用于光学波段。早在20世纪50年代，科学家提出强度干涉成像技术，该技术在光学长基线合成孔径成像中具有独特优势，但目前仍局限于恒星成像等被动成像应用。

为了实现远距离非自发光目标的高分辨率成像，并抵抗大气湍流，结合主动照明的强度干涉技术成为一种极佳的选择。然而，由于缺乏有效的远距离热光照明方案和鲁棒的图像重建算法，强度干涉技术在主动合成孔径成像领域的应用仍面临挑战。

研究团队提出主动光学强度干涉技术，开发了一种多激光发射器阵列系统，通过大气湍流的自然调制，巧妙合成多个相位独立的激光束以实现远距离赝热照明。在外场实验中，研究团队使用8个相互独立的激光发射器构建发射阵列照射目标，相邻发射器间距为0.15米，大于大气湍流的典型外尺度，确保每束激光在经过大气传播后具有独立且随机的相位变化。接收系统由两台可移动的望远镜组成0.07至0.87米的干涉基线，结合高灵敏度的单光子探测器测量目标反射光场的强度关联信息。研究团队还开发了鲁棒的图像恢复算法，最终成功重建出具有毫米级分辨率的目标图像。

这项工作为远距离、高精度的遥感成像和空间碎片探测等应用场景开辟了新的可能性。

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