上海光機所在探索光學記憶效應的本質及其應用方面取得進展

近期，上海光機所量子光學重點實驗室與加州理工學院教授汪立宏合作，揭示了光學記憶效應本質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的貢獻。相關論文發(fā)表在［Photonics Research 7， 1323 （2019）］。

透過散射介質成像是從生物醫(yī)學到大氣光學廣泛研究的課題，而散斑自相關成像因其簡單、快速、無損等特性而備受關注。散斑自相關成像的前提是光學記憶效應，記憶效應的范圍決定了成像的視場。擴大成像視場是散斑自相關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，推導得出記憶效應范圍更為準確的公式，通過空間功率譜把體散射介質和隨機相位屏聯(lián)系起來，定量描述了散射系數(shù)、散射次數(shù)、介質厚度、各項異性因子對記憶效應范圍的影響，并從微觀分析了不同散射成分的記憶效應范圍。

該項研究提供了有關記憶效應的全新物理圖像，并基于此圖像構建了新型散射介質模型，可以模擬光在散射介質中的相干傳播，為擴大散斑自相關成像視場提供了理論基礎，也為透過散射介質光學成像提供了有力工具。