從中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉、張強、徐飛虎等人聯(lián)合中國科學院西安光學精密機械研究所等國內外科研機構，首次提出并實驗驗證了主動光學強度干涉技術合成孔徑技術，實現(xiàn)了對1.36公里外毫米級目標的高分辨成像。實驗系統(tǒng)的成像分辨率較干涉儀中的單臺望遠鏡提升約14倍。相關成果日前發(fā)表于國際權威學術期刊《物理評論快報》。

傳統(tǒng)成像技術的分辨率受到單個孔徑衍射極限的制約。為突破這一極限，研究人員致力于發(fā)展各類合成孔徑成像技術。例如，事件視界望遠鏡構建了一個地球尺度的合成孔徑。但由于大氣湍流引起的相位不穩(wěn)定性，事件視界望遠鏡所采用的基于振幅干涉的合成孔徑技術很難直接應用于光學波段。早在20世紀50年代，科學家提出強度干涉成像技術，其應用于光學長基線合成孔徑成像具有獨特優(yōu)勢，但當前該技術仍局限于恒星成像等被動成像應用。

為實現(xiàn)遠距離非自發(fā)光目標的高分辨率成像，并抵抗大氣湍流，結合主動照明的強度干涉技術成為極佳的候選方案。然而，由于缺乏有效的遠距離熱光照明方案和魯棒的圖像重建算法，強度干涉技術應用于主動合成孔徑成像領域仍具挑戰(zhàn)性。

針對上述難題，研究團隊提出主動光學強度干涉技術，開發(fā)一種多激光發(fā)射器陣列系統(tǒng)，通過大氣湍流的自然調制，巧妙合成多個相位獨立的激光束以實現(xiàn)遠距離贗熱照明。

在1.36公里城市大氣鏈路外場實驗中，研究團隊使用8個相互獨立的激光發(fā)射器構建發(fā)射陣列照射目標，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)過大氣傳播后具有獨立且隨機的相位變化。同時，構建的接收系統(tǒng)由兩臺可移動的望遠鏡組成0.07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(lián)信息。研究團隊還開發(fā)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，該工作為遠距離、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辟了新的可能性。