中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士的研究團(tuán)隊(duì)在量子光學(xué)成像技術(shù)上取得了突破性的成果。這項(xiàng)研究不僅在國際物理學(xué)界引起了廣泛關(guān)注，更為遠(yuǎn)距離高分辨率成像技術(shù)的發(fā)展開辟了新路徑。
研究團(tuán)隊(duì)攜手多家國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)，成功研發(fā)出一種創(chuàng)新的主動(dòng)光學(xué)強(qiáng)度干涉合成孔徑技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)距離1.36公里外目標(biāo)的毫米級(jí)高分辨率成像，相較于傳統(tǒng)單臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，其成像分辨率顯著提升了14倍。相關(guān)研究成果已在國際權(quán)威期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上發(fā)表。
在光學(xué)成像領(lǐng)域，傳統(tǒng)技術(shù)受限于單孔徑衍射極限，導(dǎo)致成像分辨率難以進(jìn)一步提升。為了打破這一限制，科學(xué)界一直在探索各種合成孔徑成像方法。然而，現(xiàn)有的技術(shù)如基于振幅干涉的望遠(yuǎn)鏡陣列，雖然曾用于觀測(cè)黑洞等天體，但受大氣擾動(dòng)影響，難以在光學(xué)波段實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定成像。
上世紀(jì)五十年代，科學(xué)家提出了強(qiáng)度干涉成像理論，這一理論在長基線光學(xué)成像方面具有一定優(yōu)勢(shì)。然而，該技術(shù)此前主要應(yīng)用于觀測(cè)恒星等被動(dòng)發(fā)光目標(biāo)，對(duì)于非自發(fā)光目標(biāo)的遠(yuǎn)距離高分辨率成像仍是一大難題。
為解決這一問題，研究團(tuán)隊(duì)提出了主動(dòng)照明下的強(qiáng)度干涉技術(shù)。然而，實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)面臨諸多挑戰(zhàn)，包括缺乏高效的遠(yuǎn)距離熱光照明手段和可靠的圖像重建算法。為此，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了主動(dòng)光學(xué)強(qiáng)度干涉系統(tǒng)，該系統(tǒng)由多個(gè)激光發(fā)射器組成的陣列裝置構(gòu)成，利用大氣湍流的自然調(diào)制作用，有效合成多個(gè)相位獨(dú)立的激光束，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離贗熱照明。
在實(shí)驗(yàn)階段，研究團(tuán)隊(duì)在城市大氣環(huán)境下部署了8個(gè)間距0.15米的激光發(fā)射器，照射距離目標(biāo)1.36公里。通過調(diào)節(jié)基線長度在0.07至0.87米之間的接收系統(tǒng)，團(tuán)隊(duì)成功重建出毫米級(jí)分辨率的目標(biāo)圖像。這一成果不僅突破了傳統(tǒng)成像技術(shù)的物理限制，也為復(fù)雜大氣環(huán)境下的遠(yuǎn)距離高分辨率成像提供了全新解決方案。
這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊，有望在空間碎片監(jiān)測(cè)、遙感測(cè)繪等重大領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。這一研究成果也再次展示了中國在量子光學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力，進(jìn)一步鞏固了中國在國際量子科技領(lǐng)域的前沿地位。
