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中国科学技术大学团队联合多家单位,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,成功实现对1.36公里外毫米级目标的高分辨成像,较单台望远镜提升约14倍,为遥感成像和空间碎片探测等应用场景提供新可能。

记者从中国科学技术大学获悉,该校潘建伟、张强、徐飞虎等人联合美国麻省理工学院、中国科学院西安光学精密机械研究所等单位,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,成功实现了对1.36公里外毫米级目标的高分辨成像。这一突破性实验系统的成像分辨率较干涉仪中的单台望远镜提升了约14倍。该成果于5月9日在国际学术期刊《物理评论快报》上发表。

传统成像技术受限于单个孔径衍射极限,为打破这一局限,研究人员长期致力于发展各类合成孔径成像技术。2019年,事件视界望远镜(EHT)通过构建地球尺度的合成孔径,在射电波段成功捕捉到M87星系中心黑洞的首张图像,并荣获2020年基础物理学突破奖。然而,由于大气湍流引起的相位不稳定性,EHT的技术难以直接应用于光学波段。

上世纪50年代,英国科学家Hanbury Brown和Twiss提出了强度干涉成像技术,并成功测量了天狼星的直径。与振幅干涉技术相比,强度干涉技术对大气湍流和望远镜光学缺陷不敏感,更适合光学长基线合成孔径成像。然而,当前的强度干涉技术主要应用于恒星成像等被动成像领域。为实现远距离非自发光目标的高分辨率成像,研究团队创新性地提出了主动光学强度干涉技术

研究团队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,合成多个相位独立的激光束,实现远距离赝热照明。在1.36公里的城市大气链路实验中,团队使用8个相互独立的激光发射器构建发射阵列,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,并开发了鲁棒的图像恢复算法,成功重建出毫米级分辨率的目标图像。

这一研究工作为远距离、高精度的遥感成像和空间碎片探测等应用场景提供了新的可能,对科技发展和实际应用具有重要意义。

(文章来源:央视新闻)