上海光機(jī)所在探索光學(xué)記憶效應(yīng)的本質(zhì)及其應(yīng)用方面取得進(jìn)展

近期，上海光機(jī)所量子光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(duì)記憶效應(yīng)的貢獻(xiàn)。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(jiǎn)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(chǎng)。擴(kuò)大成像視場(chǎng)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(jī)相位屏和光闌傳播的對(duì)比中發(fā)現(xiàn)散斑平移不變性，即記憶效應(yīng)實(shí)際上是高階的空間平移不變性。進(jìn)而建立雙層隨機(jī)相位屏模型，推導(dǎo)得出記憶效應(yīng)范圍更為準(zhǔn)確的公式，通過空間功率譜把體散射介質(zhì)和隨機(jī)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、各項(xiàng)異性因子對(duì)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(xiàng)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(kuò)大散斑自相關(guān)成像視場(chǎng)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。