基于傅里叶测量的超分辨率
突破衍射极限的分辨对成像、通信和计量学具有重要意义。当前基于图像的超分辨率方法需要相位信息(来自源点或附加滤波器)以及与物体质心的严格对准,这两点限制了这些方法的实际应用——因为匀速运动和/或相对抖动会破坏其理论假设。本研究证明,通过测量傅里叶平面的光强即可实现超分辨率,且完全规避基于图像方法的固有缺陷。该团队首先利用傅里叶变换的平移不变性,观察到近场两点位置问题x₁、x₂对应于远场单点波数问题k=2π/(x₂−x₁)。通过考察完全相干至非相干的全范围情况,发现对于全相干光源,傅里叶方法能达到量子极限精度,即给出最优测量结果。该理论同样适用于N个子光源构成的亚瑞利阵列——这些光源既能整体作为空间平均超表面,又可单独作为相控阵天线单元。该研究为傅里叶光学与超分辨率技术的融合开辟了新途径,有望开发出比现有设计更简单、更鲁棒的实验装置。
量科快讯
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