中国科学家实现量子光学成像千米级高分辨率新跨越

   发布时间:2025-05-13 12:42 作者:顾雨柔

中国科学技术大学潘建伟院士的研究团队在量子光学成像技术上取得了突破性的成果。这项研究不仅在国际物理学界引起了广泛关注,更为远距离高分辨率成像技术的发展开辟了新路径。

研究团队携手多家国内外科研机构,成功研发出一种创新的主动光学强度干涉合成孔径技术。这项技术能够实现对距离1.36公里外目标的毫米级高分辨率成像,相较于传统单台望远镜,其成像分辨率显著提升了14倍。相关研究成果已在国际权威期刊《物理评论快报》上发表。

在光学成像领域,传统技术受限于单孔径衍射极限,导致成像分辨率难以进一步提升。为了打破这一限制,科学界一直在探索各种合成孔径成像方法。然而,现有的技术如基于振幅干涉的望远镜阵列,虽然曾用于观测黑洞等天体,但受大气扰动影响,难以在光学波段实现稳定成像。

上世纪五十年代,科学家提出了强度干涉成像理论,这一理论在长基线光学成像方面具有一定优势。然而,该技术此前主要应用于观测恒星等被动发光目标,对于非自发光目标的远距离高分辨率成像仍是一大难题。

为解决这一问题,研究团队提出了主动照明下的强度干涉技术。然而,实现这一技术面临诸多挑战,包括缺乏高效的远距离热光照明手段和可靠的图像重建算法。为此,团队创新性地设计了主动光学强度干涉系统,该系统由多个激光发射器组成的阵列装置构成,利用大气湍流的自然调制作用,有效合成多个相位独立的激光束,实现远距离赝热照明。

在实验阶段,研究团队在城市大气环境下部署了8个间距0.15米的激光发射器,照射距离目标1.36公里。通过调节基线长度在0.07至0.87米之间的接收系统,团队成功重建出毫米级分辨率的目标图像。这一成果不仅突破了传统成像技术的物理限制,也为复杂大气环境下的远距离高分辨率成像提供了全新解决方案。

这项技术的应用前景广阔,有望在空间碎片监测、遥感测绘等重大领域发挥重要作用。这一研究成果也再次展示了中国在量子光学领域的创新能力,进一步巩固了中国在国际量子科技领域的前沿地位。

 
 
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