自关联算法与光学相干层析成像在关联成像中的应用研究

In recent years, thermal correlated imaging has been widely used in military, medical imaging and other areas. Based on correlated imaging with pseudo thermal light, and combined with auto-correlation algorithm and optical coherence tomography, this project will study new properties and new applications of correlated imaging. In this project, we mainly discuss in the following three aspects: firstly, we plan to carry out sub-Rayleigh imaging with pseudo thermal light and achieve a resolution enhancement imaging. Secondly, combining the fourier transform and turbulence free characteristics of lensless correlated imaging, we will focus on the turbulence-free auto-correlation image recognition. At last, we will study three-dimensional objects tomography with pseudo thermal light based on correlated imaging and optical coherence tomography. We hope our project can promote the application of correlated imaging and provide a new way for measurement and recognition of complex three-dimensional objects imaging.

近年来，利用经典热光源实现的关联成像,在军事以及医学成像等方面得到广泛应用。在赝热光源关联成像的基础上, 结合自关联算法与光学相干层析成像，本项目从理论与实验两方面对关联成像的新性质及新应用进行研究。我们主要从以下三个方面展开研究：首先，实现赝热光的亚瑞利分辨成像，提高成像分辨率；其次，结合关联成像的无透镜傅里叶变换和抗干扰的特性，研究抗干扰的自关联图像识别；最后，结合关联成像与光学相干层析技术，利用赝热光源实现三维物体的层析成像。通过我们的研究，开辟关联成像的新应用，为测量复杂物体的三维成像提供新途径。

近年来，热光关联成像在遥感、军事、医学等领域得到广泛应用。越来越多的研究学者关注如何提高热光关联成像的图像质量。在赝热光源关联成像的基础上，结合光参量放大、自关联算法以及一些数学算法，本项目探索了提高图像质量的方法，拓宽了关联成像的应用领域。本项目主要研究了以下几个方面。第一，基于光学参量放大的热光关联成像。从理论和实验上实现了基于光学参量放大的热光关联成像，为微弱信号的关联成像提供了新的实验手段，拓宽关联成像的应用领域。第二，抗干扰的自关联图像识别。从理论分析了自关联算法与联合傅里叶变换器相结合的过程，实现了自关联的光学相关识别，简化了光学相关识别装置，提高了光学相关识别的抗干扰性。第三，差值算法改善关联成像质量，首次提出利用数学算法调制桶探测信号，增大光学强度差值，从而提高关联成像的对比度，改善关联成像质量，拓宽了量子成像的领域。第四，从实验上研究了热光二阶关联中路径信息和干涉之间的互补性。在Sagnac干涉仪中，两束正交的热光束顺时针和逆时针通过狭缝，结果展示了二阶干涉条纹只有在无法提取路径信息的情况下才会出现，否则条纹会消失。