《基於單像素探測器的偏振關聯成像研究》是依託上海交通大學，由石劍虹擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於單像素探測器的偏振關聯成像研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：石劍虹
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
量子關聯成像是近年來受到廣泛關注的一種新型成像方式，傳統關聯成像僅對光信號的光強信息進行探測，而忽略了光信號的另一重要屬性偏振特性，根據目標的不同，其反射偏振特性會有很大差異，因此在關聯成像中結合目標偏振特性的探測可以極大豐富探測到的目標信息，提高人類對目標的探測識別能力。基於單像素探測器的計算關聯成像由於無需具備二維探測能力的探測器即可實現成像，可將成像探測系統拓展到無二維探測器件或二維探測器件不成熟的波段，實現單像素的相機，極大拓展人類認知世界能力，本課題將對基於單像素探測器的偏振關聯成像進行理論和實驗研究，通過將偏振探測與單像素探測相結合，以期發展出一套新的成像探測技術，為未來提供一種更強有力的成像探測手段。
結題摘要
關聯成像又稱鬼成像，近年來獲得了廣泛的關注，並取得了長足的發展。作為一種非定域成像方式，與傳統線性光學成像相比，關聯成像具有一系列優點和特色，如強抗噪聲能力，突破傳統衍射極限，低於奈奎斯特採樣極限成像，弱光成像等等。由於其巨大的套用潛力，對關聯成像的研究已經逐漸從基礎機制研究轉移到其實際套用的探討，在諸如遙感成像，生物醫學成像，光學加密等領域均取得了突破性的進展。本項目旨在發展出一套新的成像探測技術，為未來提供一種更強有力的成像探測手段，提高人類對目標的探測識別能力。 我們首先通過將偏振探測和單像素探測相結合首次提出了偏振差分關聯成像，利用偏振效應，實現了關聯成像對目標的分類成像以及背景濾除。在單像素探測器中，靈敏度最高的就是單光子探測器，可以對單個的光子產生回響，我們將單光子探測技術與偏振關聯成像相結合，提出了基於單光子探測的偏振關聯成像方案。通過將時間相關單光子計數技術與偏振關聯成像結合，我們實現了在弱光下對處於具有不同偏振特性的背景中目標成像。此外，該方案對環境光有著極強的抗噪性，在極強的環境光背景下，只要能夠探測到信號光的光強漲落，我們就能夠實現成像。 更進一步，我們在基於單光子探測的關聯成像中將技術推到極限，在光子計數關聯成像的基礎上，把單光子的機率性探測特性考慮進去，結合關聯成像的特點，提出了基於首達光子的關聯成像，並提出了基於閾值的快速首達光子關聯成像，該技術可以將普通成像技術每像素所需光子數103-105個降低到1個一下，拓展了關聯成像的套用範圍，可實現遠距的目標遙感，具有重大的意義。 另外，我們還結合關聯成像不直接成像的特點，提出了幾種無成像識別的方案，可在採樣數不足以清晰成像甚至無法成像的時候仍可以實現目標的識別，該技術結合單光子探測及偏振關聯成像技術將極大拓展關聯成像的套用範圍，有希望實現超遠距的動目標探測。
