极弱光关联成像研究进展及展望(特邀)

• 作者: 孙帅 杜隆坤 李东 李月刚 林惠祖 刘伟涛
• 来源期刊: 红外与激光工程
• 学科: 物理学
• 关键词: 成像系统 关联成像 弱光成像 光子计数 单光子成像
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 特约专栏—单像素成像|Special issue—Single-pixel imaging
• 页码范围: 15-32
• 页数: 18页
• 分类号: O436
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/IRLA20210819

摘要

光学成像因其分辨率高,信息量丰富,具有其他探测和感知技术不可替代的地位,是人们获取信息最重要的技术手段之一.光子是光学成像系统中的信息载体.光学图像的高质量重构,依赖于对信号光子的高效耦合和对光信息的精准解耦.然而,在遥感或生物成像等重要应用场景中,由于作用距离远或辐照功率低,到达探测面的物体信号光子数少,信噪比低,对光学系统设计、信号探测和图像恢复都带来了极大困难,严重限制了光学成像性能.如何在极弱光条件下获得高质量图像,是光电成像系统研究的基础性难题,也是推动光学成像不断向更大视场、更远作用距离、更高信息通量发展亟待克服的关键技术.近年来,在光场调控和量子探测技术支撑下,并基于光场的高阶经典/量子关联发展起来的关联成像,由于探测灵敏度高、抗干扰能力强,为发展极弱光条件下的光学成像技术带来了新的机遇.文中将简要回顾关联成像的原理机制,在此基础上系统介绍极弱光条件下关联成像方案和方法.并尝试从光子动力学层面解释这些方法的物理本质,讨论这些方法的能力极限,比较这些方法所适用的场景.