遠距離大氣高分辨率成像取得重大進展

本報訊（記者 方夢宇）記者近日從中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉、張強、徐飛虎等人聯合國內外科研機構，首次提出並實驗驗證了主動光學強度干涉技術合成孔徑技術，實現了對1.36公里外毫米級目標的高分辨成像。實驗系統的成像分辨率較干涉儀中的單臺望遠鏡提升約14倍。該成果近日發表於《物理評論快報》，被選爲編輯推薦論文。審稿人高度評價該成果，認爲“該論文在遠距離大氣高分辨率成像問題上取得了重大進展”。

傳統成像技術的分辨率受到單個孔徑衍射極限的制約。爲突破這一物理極限，研究人員長期致力於發展各類合成孔徑成像技術。爲實現遠距離非自發光目標的高分辨率成像，並抵抗大氣湍流，結合主動照明的強度干涉技術成爲一個極佳候選方案。然而，由於缺乏有效遠距離熱光照明方案和魯棒圖像重建算法，強度干涉技術應用於主動合成孔徑成像領域仍具有挑戰性。

針對上述難題，中國科學技術大學聯合研究團隊創新性提出主動光學強度干涉技術，開發出一種多激光發射器陣列系統，通過大氣湍流的自然調製，巧妙合成多個相位獨立的激光束以實現遠距離贗熱照明。

在1.36公里城市大氣鏈路外場實驗中，團隊使用8個相互獨立的激光發射器構建發射陣列照射目標，相鄰發射器間距爲0.15米，大於大氣湍流的典型外尺度，以確保每束激光在經過大氣傳播後具有獨立且隨機的相位變化。同時，構建的接收系統由兩臺可移動的望遠鏡組成0.07米至0.87米的干涉基線，結合高靈敏度的單光子探測器以測量目標反射光場的強度關聯信息。

團隊還開發了魯棒的圖像恢復算法，最終成功重建出具有毫米級分辨率的目標圖像。研究人員介紹，該工作爲遠距離、高精度的遙感成像和日益重要的空間碎片探測等應用場景開闢了新的可能性。

《中國教育報》2025年06月09日 第04版

作者：記者 方夢宇