近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所量子光學(xué)重點實驗室與加州理工學(xué)院教授汪立宏合作，揭示了光學(xué)記憶效應(yīng)本質(zhì)就是空間平移不變性，從微觀過程描述了不同散射成分對記憶效應(yīng)的貢獻。相關(guān)論文發(fā)表在[Photonics Research 7, 1323 (2019)]。
　　透過散射介質(zhì)成像是從生物醫(yī)學(xué)到大氣光學(xué)廣泛研究的課題，而散斑自相關(guān)成像因其簡單、快速、無損等特性而備受關(guān)注。散斑自相關(guān)成像的前提是光學(xué)記憶效應(yīng)，記憶效應(yīng)的范圍決定了成像的視場。擴大成像視場是散斑自相關(guān)成像亟待解決的問題。
　　該研究中，研究人員首先從光經(jīng)過隨機相位屏和光闌傳播的對比中發(fā)現(xiàn)散斑平移不變性，即記憶效應(yīng)實際上是高階的空間平移不變性。進而建立雙層隨機相位屏模型，推導(dǎo)得出記憶效應(yīng)范圍更為準確的公式，通過空間功率譜把體散射介質(zhì)和隨機相位屏聯(lián)系起來，定量描述了散射系數(shù)、散射次數(shù)、介質(zhì)厚度、各向異性因子對記憶效應(yīng)范圍的影響，并從微觀分析了不同散射成分的記憶效應(yīng)范圍。
　　該項研究提供了有關(guān)記憶效應(yīng)的全新物理圖像，并基于此圖像構(gòu)建了新型散射介質(zhì)模型，可以模擬光在散射介質(zhì)中的相干傳播，為擴大散斑自相關(guān)成像視場提供了理論基礎(chǔ)，也為透過散射介質(zhì)光學(xué)成像提供了有力工具。
　　論文鏈接
　　圖1 激光經(jīng)過光闌和隨機相位屏的對比
　　圖2 雙層屏模型對比
　　圖3 模擬和實驗結(jié)果