新突破！中国实现1.36公里外毫米级成像技术

5月13日消息，据媒体报道，中国科学技术大学潘建伟院士团队在量子光学成像领域取得重大突破。研究团队联合国内外科研机构，创新性地提出主动光学强度干涉合成孔径技术，成功实现1.36公里外毫米级目标的高分辨成像，成像分辨率较单台望远镜提升14倍。这一原创性成果近日发表于《物理评论快报》。


传统成像技术的分辨率受到单个孔径衍射极限的制约。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，事件视界望远镜所采用的基于振幅干涉的合成孔径技术很难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，其应用于光学长基线合成孔径成像具有独特优势，但当前该技术仍局限于恒星成像等被动成像应用。


为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极佳的候选方案。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，强度干涉技术应用于主动合成孔径成像领域仍具挑战性。


针对上述难题，研究团队提出主动光学强度干涉技术，开发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1.36公里的城市大气环境中，研究团队使用8个间距0.15米的独立激光发射器照射目标，通过0.07-0.87米可调基线接收系统，最终重建出毫米级分辨率的目标图像。这项技术不仅突破了传统成像的物理极限，更开创性地解决了大气湍流环境下的远距离高分辨成像难题。


该成果为空间碎片监测、遥感测绘等国家重大需求提供了全新的技术路径，展现出广阔的应用前景。潘建伟团队再次以原创性突破推动量子光学技术向实用化迈进，彰显了中国在量子科技领域的国际领先地位