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字号+作者: 来源: 2019-09-04 16:40 我要评论() 收藏成功收藏本文

据国内媒体报道,中科院上海某研究所国家863计划与中国多家研究所联合开展的高技术新概念勘探项目-强度相关遥感成像技术近期取得了重大突破。基于光学成...

据国内媒体报道,中科院上海某研究所国家863计划与中国多家研究所联合开展的高技术新概念勘探项目-强度相关遥感成像技术近期取得了重大突破。基于光学成像和微波成像的原理,克服了传统成像技术在图像分辨率和图像采集效率等方面的原理和局限性,可以毫不夸张地说,在军事和民用等领域具有重要意义,如对航母的跟踪成像、云层和恶劣天气不受影响,事实上航空母舰被锁定了24小时,例如通过水路跟踪敌人的潜艇。我们知道,光和电磁波都具有波粒对偶性,可以像声波和水波一样向前传播,并表现出高速线性运动粒子的特性。然而,在实际应用中,通常使用光的粒子特性,例如,常规光学成像是由物体反射到透镜、落在胶片或电子元件上的一片光,并且光斑被排列在一起形成图像。

它的波动性很少用于实际应用。通过对自然界的不断探索和实验,发现利用其挥发性进行光学成像和微波成像也是可行的。在量子相关成像技术的研究中,人们惊奇地发现,一束光源被分成两束,其中一束照射在探测到的目标上。根据光的波动理论,只有光源探测器需要测量物体辐照后的总光强,而不需要记录每个光子的强度信息。同时,另一束光源的点探测器也会响应。在两个光路的强度相互对应后,可以再现被照射物体的图像。很明显,这是一种离轴成像,即物体平面、成像系统和图像平面并不在同一光轴上。在一个简单而庸俗的比较中,它就像一台照相机在拍摄一间空房间,但却显示了隔壁房间的一张照片。因为这个现象很难直观地解释,科学家们把它变成一个鬼的形象也是很有趣的。

在早期的鬼成像研究中,科学家们认为这两束光必须具有量子纠缠特性,这大大限制了它们的应用范围,毕竟大多数天然光源都没有量子纠缠特性。随后,科学家们发现,即使没有纠缠光源,利用自然界中的热光源(如太阳光)也能实现相关成像,这大大提高了其实用价值,并引发了人们对它的研究热潮。例如,在空间站中,可以利用太阳光的相关成像来获取空间不能被阳光直接照射的图像信息;在医学和雷达领域,利用很短的波长光捕获传输物体的立体图像,可以使时间分辨率、辐射分辨率、空间分辨率和仪器灵敏度提高2~5倍。在光学遥感领域,其原理可以绕过云雾,具有全天候和全天候的工作能力,比传统的光学成像原理具有更好的穿透性,具有广阔的应用前景。

由于相关成像检测是近几年发展起来的一种成像方法,是传统光学检测和量子成像的交叉前沿。它的图像不是传统光学成像的对应关系,而是通过大量抽样计算出来的,因此世界各国对此展开了激烈的竞争。中国在应用鬼成像方面处于世界前列。早在2013年,激光三维相关成像工程(国际同行也称之为单像素三维照相机)的第一个原型就已经研制成功,并在典型的气象条件下,如晴天、夜间、云雾等条件下进行了大量的室外遥感成像实验。实验结果表明,在三维成像能力、成像探测灵敏度、云雾等恶劣天气条件下,主动照明强度相关成像技术比现有的星载和机载光学遥感成像技术具有明显的优势,并提出了利用相关成像技术探测水下暗礁、潜艇、鱼类、水雷、沉船等目标的思路。

2016年,世界上第一台X射线幽灵成像显微镜问世,并在此基础上提出了获取高分辨率x射线脉冲星导航信息的创新方案,为最终实现10米左右的星际导航定位精度奠定了坚实的理论基础。大胆地创新了微波凝视成像的基本原理,突破了传统合成孔径雷达成像理论在遥感成像分辨率上的局限性,建立了世界上第一个验证微波凝视相关成像原理的实验装置。首次实现了100米距离10倍超分辨率的微波凝视成像,验证了微波凝视相关成像基本理论的正确性。为星载或机载合成孔径雷达实现三维甚至四维、高精度、高分辨率立体成像铺平了道路。

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