1.36公里外毫米級目標(biāo)“一清二楚”——
遠(yuǎn)距離大氣高分辨率成像獲新突破
【瞧！我們的前沿科技】
光明日報合肥5月13日電 記者丁一鳴、常河從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉、張強(qiáng)、徐飛虎等人聯(lián)合中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所等國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)，首次提出并實驗驗證了主動光學(xué)強(qiáng)度干涉技術(shù)合成孔徑技術(shù)，實現(xiàn)了對1.36公里外毫米級目標(biāo)的高分辨成像，實驗系統(tǒng)的成像分辨率較干涉儀中的單臺望遠(yuǎn)鏡提升約14倍。日前，相關(guān)成果發(fā)表于國際期刊《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，為突破這一物理極限，研究人員長期致力于發(fā)展各類合成孔徑成像技術(shù)。團(tuán)隊介紹，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(qiáng)度干涉技術(shù)成了一個極佳的候選方案。
研究過程中，團(tuán)隊創(chuàng)新性提出了主動光學(xué)強(qiáng)度干涉技術(shù)，開發(fā)了一種多激光發(fā)射器陣列系統(tǒng)，通過大氣湍流的自然調(diào)制，巧妙地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公里城市大氣鏈路外場實驗中，團(tuán)隊使用8個相互獨立的激光發(fā)射器構(gòu)建發(fā)射陣列照射目標(biāo)，相鄰發(fā)射器間距為0.15米，大于大氣湍流的典型外尺度，以確保每束激光在經(jīng)過大氣傳播后具有獨立且隨機(jī)的相位變化。同時，構(gòu)建的接收系統(tǒng)由兩臺可移動的望遠(yuǎn)鏡組成0.07米至0.87米的干涉基線，結(jié)合高靈敏度的單光子探測器以測量目標(biāo)反射光場的強(qiáng)度關(guān)聯(lián)信息，以及團(tuán)隊開發(fā)的圖像恢復(fù)算法，最終成功實現(xiàn)目標(biāo)。
團(tuán)隊介紹，該工作為遠(yuǎn)距離、高精度的遙感成像和日益重要的空間碎片探測等應(yīng)用場景開辟了新的可能性。
1.36公里外毫米級目標(biāo)“一清二楚”——
遠(yuǎn)距離大氣高分辨率成像獲新突破
【瞧！我們的前沿科技】
光明日報合肥5月13日電 記者丁一鳴、常河從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉、張強(qiáng)、徐飛虎等人聯(lián)合中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所等國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)，首次提出并實驗驗證了主動光學(xué)強(qiáng)度干涉技術(shù)合成孔徑技術(shù)，實現(xiàn)了對1.36公里外毫米級目標(biāo)的高分辨成像，實驗系統(tǒng)的成像分辨率較干涉儀中的單臺望遠(yuǎn)鏡提升約14倍。日前，相關(guān)成果發(fā)表于國際期刊《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，為突破這一物理極限，研究人員長期致力于發(fā)展各類合成孔徑成像技術(shù)。團(tuán)隊介紹，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(qiáng)度干涉技術(shù)成了一個極佳的候選方案。
研究過程中，團(tuán)隊創(chuàng)新性提出了主動光學(xué)強(qiáng)度干涉技術(shù)，開發(fā)了一種多激光發(fā)射器陣列系統(tǒng)，通過大氣湍流的自然調(diào)制，巧妙地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公里城市大氣鏈路外場實驗中，團(tuán)隊使用8個相互獨立的激光發(fā)射器構(gòu)建發(fā)射陣列照射目標(biāo)，相鄰發(fā)射器間距為0.15米，大于大氣湍流的典型外尺度，以確保每束激光在經(jīng)過大氣傳播后具有獨立且隨機(jī)的相位變化。同時，構(gòu)建的接收系統(tǒng)由兩臺可移動的望遠(yuǎn)鏡組成0.07米至0.87米的干涉基線，結(jié)合高靈敏度的單光子探測器以測量目標(biāo)反射光場的強(qiáng)度關(guān)聯(lián)信息，以及團(tuán)隊開發(fā)的圖像恢復(fù)算法，最終成功實現(xiàn)目標(biāo)。
團(tuán)隊介紹，該工作為遠(yuǎn)距離、高精度的遙感成像和日益重要的空間碎片探測等應(yīng)用場景開辟了新的可能性。
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