量子光學成像新突破

【量子光學成像新突破】
近日，中國科學技術大學潘建偉院士團隊在量子光學成像領域取得重要進展。

該研究團隊聯合國內外多家科研機構，提出了一種全新的主動光學強度干涉合成孔徑技術，成功實現了對1.36公裡外目標的毫米級高解像度成像。相較傳統單台望遠鏡，其成像解像度提升了14倍。相關成果已發表在國際物理學權威期刊物理評論快報上。

在傳統成像技術中，解像度受到單孔徑衍射極限的限制。為了突破這一瓶頸，科學界不斷探索各類合成孔徑成像方法。例如，此前曾利用地球尺度的望遠鏡陣列實現對黑洞的觀測。但由於大氣擾動導致的相位不穩定問題，這些基於振幅干涉的技術難以直接應用於光學波段。

早在上世紀五十年代，科學家提出了強度干涉成像理論，在長基線光學成像方面具有一定優勢。然而，目前這一技術主要應用於恒星等被動發光目標的觀測。

為實現對非自發光目標的遠距離高解像度成像，並克服大氣擾動帶來的影響，主動照明下的強度干涉技術成為理想的解決方案之一。

不過，由於缺乏高效的遠距離熱光照明手段以及可靠的圖像重建算法，將強度干涉技術應用於主動合成孔徑成像仍然面臨較大挑戰。

針對這些問題，研究團隊創新性地設計了主動光學強度干涉系統，開發出一種由多個激光發射器組成的陣列裝置。該系統利用大氣湍流的自然調製作用，有效合成多個相位獨立的激光束，從而實現遠距離贗熱照明。

實驗中，在城市大氣環境下，研究團隊部署了8個間距0.15米的激光發射器，照射距離目標1.36公里。通過使用0.07至0.87米可調節基線長度的接收系統，最終成功重建出毫米級解像度的目標圖像。

這項技術不僅打破了傳統成像方式的物理限制，也為解決複雜大氣環境下的遠距離高分辨成像難題提供了全新思路。

該研究成果有望在空間碎片監測、遙感測繪等重大應用領域發揮重要作用，展現出廣闊的發展前景。此次突破再次體現了我國在量子光學領域的創新能力，也進一步鞏固了中國在國際量子科技領域的前沿地位。