中國科大實現(xiàn)基于主動光學強度干涉的合成孔徑成像

近日，中國科學技術大學潘建偉、張強、徐飛虎等人聯(lián)合美國麻省理工學院、中國科學院西安光學精密機械研究所等單位，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。該成果以“Active Optical Intensity Interferometry”為題發(fā)表在國際學術期刊《物理評論快報》上，被選為編輯推薦論文（Editors’Suggestion），并被美國物理學會（APS）下屬網(wǎng)站Physics所報道。 4u<oe_n
 
傳統(tǒng)成像技術的分辨率受到單個孔徑衍射極限的制約。為突破這一物理極限，研究人員長期致力于發(fā)展各類合成孔徑成像技術。例如，2019年事件視界望遠鏡（EHT）構建了一個地球尺度的合成孔徑，在射電波段成功獲得了M87星系中心黑洞的首張圖像。這一開創(chuàng)性成果榮獲了2020年基礎物理學突破獎。然而，由于大氣湍流引起的相位不穩(wěn)定性，EHT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，英國科學家Hanbury Brown和Twiss（HBT）共同提出了強度干涉成像技術，并于1956年成功實現(xiàn)天狼星直徑的測量。與振幅干涉技術相比，利用熱光二階干涉性質(zhì)的強度干涉技術對大氣湍流和望遠鏡光學缺陷不敏感，應用于光學長基線合成孔徑成像具有獨特優(yōu)勢。盡管如此，當前強度干涉技術仍局限于恒星成像等被動成像應用。為了實現(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了一個極佳的候選方案。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有挑戰(zhàn)性。 :wIbKs.r