我国学者实现基于主动光学强度干涉的合成孔径成像

图 成像实验系统示意图

　　在国家自然科学基金项目（批准号：T2125010等）等资助下，中国科学技术大学潘建伟教授、张强教授及其合作者在远距离、高精度的遥感成像研究方面取得进展，相关研究成果以“远距离、高精度的遥感成像（Active Optical Intensity Interferometry）”为题，于2025年5月9日发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters），论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.134.180201。

　　传统成像受衍射极限限制，合成孔径技术应运而生。其中，事件视界望远镜利用射电波段的合成孔径技术成功观测到M87星系中心黑洞，荣获基础物理学突破奖。但由于大气湍流影响，事件视界望远镜所用的振幅干涉技术难以直接应用于光学波段。幸运的是，强度干涉技术对大气湍流不敏感，在光学长基线合成孔径成像方面具有优势。为了实现远距离非自发光目标的高分辨率成像，并抵抗大气湍流，结合主动照明的强度干涉技术成为了一个极佳的候选方案。然而，由于缺乏有效的远距离热光照明方案和鲁棒的图像重建算法，强度干涉技术应用于主动合成孔径成像领域仍具有挑战性。

　　针对上述难题，研究团队提出了主动光学强度干涉技术，开发了一种多激光发射器阵列系统，通过大气湍流的自然调制，合成多个相位独立的激光束以实现远距离赝热照明。在1.36公里城市大气链路外场实验中，研究团队使用8个相互独立的激光发射器构建发射阵列照射目标，相邻发射器间距为0.15米，大于大气湍流的典型外尺度（通常为0.02~0.05米）。同时，构建的接收系统由两台可移动的望远镜组成0.07~0.87米的干涉基线，结合高灵敏度的单光子探测器以测量目标反射光场的强度关联信息。在此基础上，开发了鲁棒的图像恢复算法，最终成功重建出具有毫米级分辨率的目标图像。该工作为远距离、高精度的遥感成像和空间碎片探测等应用场景开辟了新的可能性。