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散射通道的相干叠加和记忆效应

信息来源:澳门十大娱乐网址大全 日期:2019-01-03 

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   光在均匀介质中沿直线传播,是光学的基本结论。它从“一叶障目不见泰山”类似的对日常生活的观察中总结而来。另一方面,光在不均匀的介质中传播时,它的传播方向通常会发生改变,200w功率的激光焊机


   光的散射即定义为光偏离原来的方向传播而弥散到其他任意方向的现象。入射到散射介质中的相干光,可以看作由无数多的小光束组合而成。假设第i 个小光束经过散射介质后相位增加了φi。不同的小光束在散射介质中经历的传播路径都不相同,因此φi的分布是随机的。最终这些小光束出射后在接收屏上进行相干叠加,得到任意一点的光强为。200w功率的激光焊机

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   光场的相干叠加如图1(a)所示:小光束i 的散射光在该点的复振幅用黑色矢量表示;红色矢量为所有小光束的散射光叠加的结果。接收屏上不同位置的叠加过程具有一定的随机性,因此最终观察到的图样是颗粒状的散斑。如图1(b)所示,如果能够让每一个小光束在入射散射体前都附带上某个相位延迟,使得散射光在空间中某特定位置进行叠加时保持相位相同,形成聚焦亮点,那么该点的光强比起接收平面上其他位置都强很多。从整体上看,等效于散射光在该点重新实现了聚焦。调控每一束入射光的参数的方法称之为光场调控技术。200w功率的激光焊机

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   图1 基于光场调控技术实现的散射体成像的原理示意图(a)入射光经过散射体后,在接收屏上形成颗粒状的散斑图样;(b)每束小光束经过一定的调制,使得接收屏上某一个点的散射光相长叠加,形成聚焦亮点;(c)散射体的记忆效应示意图(CCD为电荷耦合器件);(d)光场调控实现的散射成像示意图200w功率的激光焊机


   利用光场调控技术实现散射成像的物理基础是薄散射体的光学记忆效应。图1(c)为对比不同角度(0°角和θ0角)入射的两束光所产生的散斑图,人们发现它们的散斑在形状上基本类似,只是在空间上发生了平移。对应于入射方向不同的光所产生的散斑仍具有相关性,这样的现象称为散射体的光学记忆效应。因此,首先对某一个物点(图1(d)中的O1)发出的光进行光场调控,使其在通过散射体之后能够在像平面获得一个高对比度的聚焦点(图1(d)中的O?1)。200w功率的激光焊机

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   根据散射体的记忆效应,该物点附近的所有其他物点(图1(d)中的O2),都能够利用同样的光场调控方法在像平面获得对应的像点(图1(d)中的O?2)。在这样的调控下,散射体的行为跟普通的透镜成像系统相类似,即存在线性平移不变性(在这种情况下具有一一对应的物像关系)。因此可以认为,薄散射体被转化成为了一个“成像透镜”(图1(d))。200w功率的激光焊机


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