遠(yuǎn)距離大氣高分辨率成像獲新突破 1.36公里外毫米級(jí)目標(biāo)“一清二楚”
本報(bào)合肥5月13日電記者丁一鳴、常河從中國(guó)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(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所等國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu),首次提出并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了主動(dòng)光學(xué)強(qiáng)度干涉技術(shù)合成孔徑技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)1.36公里外毫米級(jí)目標(biāo)的高分辨成像,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的成像分辨率較干涉儀中的單臺(tái)望遠(yuǎn)鏡提升約14倍。日前,相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際期刊《物理評(píng)論快報(bào)》。
傳統(tǒng)成像技術(shù)的分辨率受到單個(gè)孔徑衍射極限的制約,為突破這一物理極限,研究人員長(zhǎng)期致力于發(fā)展各類(lèi)合成孔徑成像技術(shù)。團(tuán)隊(duì)介紹,為實(shí)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(dòng)照明的強(qiáng)度干涉技術(shù)成了一個(gè)極佳的候選方案。
研究過(guò)程中,團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出了主動(dòng)光學(xué)強(qiáng)度干涉技術(shù),開(kāi)發(fā)了一種多激光發(fā)射器陣列系統(tǒng),通過(guò)大氣湍流的自然調(diào)制,巧妙地合成多個(gè)相位獨(dú)立的激光束以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離贗熱照明。在1.36公里城市大氣鏈路外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中,團(tuán)隊(duì)使用8個(gè)相互獨(dú)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(guò)大氣傳播后具有獨(dú)立且隨機(jī)的相位變化。同時(shí),構(gòu)建的接收系統(tǒng)由兩臺(tái)可移動(dòng)的望遠(yuǎn)鏡組成0.07米至0.87米的干涉基線(xiàn),結(jié)合高靈敏度的單光子探測(cè)器以測(cè)量目標(biāo)反射光場(chǎng)的強(qiáng)度關(guān)聯(lián)信息,以及團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的圖像恢復(fù)算法,最終成功實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。
團(tuán)隊(duì)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(cè)等應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)辟了新的可能性。