一种新型光学成像技术介绍

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　　光学成像技术是利用光波作为信息载体，对未知物体进行成像的一种高精度成像系统。随着光电子技术、计算机技术以及电子技术的发展，光学成像技术已经获得了巨大的进步，并且在军事和民用中有着广范的应用。

　　目前，科学家设计了一种新型光学成像系统，使用两个或多个光强探测器，其中某个或多个探测器探测光源的光强，另一个探测器紧紧放置在被成像物体旁，探测被成像物体的散射光强，将两个或多个探测器的光强进行数学相关计算，并可以在计算机中重建被成像物体。这种新型光学成像系统同传统光学成像系统（如照相机等）有着本质的不同，避免了传统成像系统中透镜的使用，可在理论上实现无限提高成像精度。该光学成像系统的应用研究目前主要集中在天文测量、卫星成像、医学成像等领域，是近十几年来发展迅猛的一种新型技术。

　　北京航空航天大学光电技术研究所依托国家自然科学基金委资助，同美国加州大学洛杉矶分校进行合作，开展了对“鬼”成像技术的研究，并取得了阶段性的成果。尤其是北京航空航天大学光电技术研究派往UCLA访问的曹彬博士，在其访问期间，对三阶“鬼”成像进行了详细研究和论证，极大地推动了光学成像技术的发展。

　　曹彬博士在UCLA访问学习期间，对不同类型的“鬼”成像进行了系统分析和总结，对“鬼”成像的发展史及潜在的应用进行了介绍，并首先分析了二阶“鬼”成像的基本物理模型，建立其数值方程，并对其成像质量进行了理论分析、数值模拟和实验研究；曹彬博士在二阶“鬼”成像研究基础上，进一步建立了高阶“鬼”成像的物理模型和数学模型，并对高阶“鬼”成像的成像质量进行数值模拟和实验研究，曹彬博士的研究结果表明：不同的高阶“鬼”成像方法，其成像质量不同；同二阶光强度关联成像相比，高阶“鬼”成像可视度高于二阶“鬼”成像可视度，但成像分辨率等于或小于二阶光关联成像。在高阶“鬼”成像方法上，曹彬博士提出了一种成像系统简洁的双探测器高阶“鬼”成像方法，同二阶光关联成像相比，这种简洁的高阶“鬼”成像可视度优于二阶成像可视度，分辨率同二阶成像相同。 与此同时，曹彬博士对高阶“鬼”成像的分辨率和可视度之间的关系进行了理论推导和实验验证，研究结果表明：高阶“鬼”成像的分辨率高低和可视度优劣同激光光源光斑的大小成有关，其中成像可视度随着激光光斑的增大而减小，而分辨率随激光光源光斑的增大而变差。进一步，针对“鬼”成像在图像恢复过程中丢失图像相位信息这一缺点，首创了利用图像的振幅信息恢复其相位信息的方法，并对此方法进行了详细的理论推导，数值模拟和实验验证，从而实现了利用“鬼”成像完整的恢复原始图样。

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　　曹彬博士通过长期、大量的对这种新型“鬼”成像的理论和实验研究，首次提出了对探测器输出光强进行幂次方运算的双探测器“鬼”成像重构方法，建立了双探测器“鬼”成像系统理论，使得成像质量易于量化分析，并实现了基于双探测器的任意阶“鬼”成像；针对双探测器“鬼”成像过程中相位丢失问题，曹彬博士首创了基于三阶非相干光成像理论的对不同位置的探测器输出光强实施迭代计算的“鬼”成像相位重构方法，解决了双探测器“鬼”成像相位丢失问题，实现了对物体无失真重构，同时，曹彬博士基于双探测器任意阶“鬼”成像的光源光斑大小与成像分辨率和对比度之间的理论模型，提出了双探测器任意阶“鬼”成像的成像质量测试和控制方法，解决了任意阶“鬼”直接成像对多像素物体的成像质量分析问题。

　　目前，人类对成像的技术精度的要求越来越高，例如，人类对宇宙的认知需要通过高精度卫星图像进行分析；在医学中，高精度成像系统对人体健康有着关键的作用，曹彬博士通过长期、大量的对“鬼”成像的理论和实验研究，大大简化了“鬼”成像的系统复杂程度，将“鬼”成像系统的成像质量提高到了新的水平，其研究成果已达到国际先进水平，为其在天文高精度观测、医学高精度成像等实际应用领域奠定了理论基础。曹彬已在Optics Letters、Chinese Optics Letters等著名的光学专业杂志上发表了4篇论文，为“鬼”成像在国内乃至国际研究水平做出了重要贡献。

心远地自偏

“鬼”是不是“GHOST”，像电脑重装一样？

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学习了！