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中国科学技术大学潘建伟等人联合国内外科研机构,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,较干涉仪中的单台望远镜提升约14倍,为遥感成像和空间碎片探测等应用开辟新可能。

  记者12日从中国科学技术大学获悉,该校潘建伟、张强、徐飞虎等人联合中国科学院西安光学精密机械研究所等国内外科研机构,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。这一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,相关研究成果已在国际权威学术期刊《物理评论快报》上发表。

  在传统成像技术中,分辨率受到单个孔径衍射极限的制约。为突破这一瓶颈,科研人员不断探索各类合成孔径成像技术。例如,事件视界望远镜通过构建地球尺度的合成孔径,实现了对黑洞的观测。然而,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在光学波段的应用面临挑战。早在20世纪50年代,科学家便提出了强度干涉成像技术,该技术在光学长基线合成孔径成像中具有独特优势,但以往主要应用于恒星成像等被动成像领域。

  为主动合成孔径成像领域带来突破,研究团队提出了主动光学强度干涉技术,并开发了一种多激光发射器阵列系统。该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,实现了远距离赝热照明,从而解决了远距离非自发光目标高分辨率成像的难题。

  在1.36公里的城市大气链路外场实验中,研究团队利用8个相互独立的激光发射器构建发射阵列照射目标,相邻发射器间距精心设计,以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。同时,接收系统由两台可移动的望远镜组成,干涉基线长度可调,结合高灵敏度的单光子探测器,成功测量了目标反射光场的强度关联信息。通过开发鲁棒的图像恢复算法,研究团队最终成功重建出毫米级分辨率的目标图像。

  这一研究成果为遥感成像、空间碎片探测等应用场景提供了新的可能性,有望推动相关领域的进一步发展。

(文章来源:新华网)