非相干光场研究新突破:相干熵概念的提出与应用
近日,苏州大学赵承良教授研究小组联合上海理工大学詹其文教授、山东师范大学蔡阳健教授取得了一项重要的研究成果。他们提出了随机涨落非相干光场的全局相干特性——相干熵,并对其在非理想光学系统中的不变性与一致性条件展开了深入研究。相关成果发表在《Advanced Photonics》2024第4期,题为《Coherence entropy during propagation through complex media》。

在光场研究领域,调控光场相干结构能够拓展非相干光场的应用范围。当光束在复杂介质中传输时,往往会受到湍流介质的影响。非相干光及其统计特性的分析已经展现出抵抗负面扰动的显著优势,因此,一套完备的非相干光场表征手段显得至关重要。
此次研究有诸多亮点。首先,研究团队提出了基于多模式相干衍射成像算法的非相干光正交模式分解实验方案,他们发现幺正光学系统传输前后,非相干光各正交模式的权重相对分布能够保持一致。其次,他们引入了相干熵的概念用于评估光场的全局相干特性。以高斯谢尔模部分相干光束为例,揭示了相干熵在不同系统中表现出的传输前后一致性,这一特性还可应用于信息加密传输。
相干熵的一致性依赖于幺正变换所保证的模式正交性和能量守恒。未来,相干熵有望成为量化非相干光束在复杂介质中传输的关键指标,并应用于复杂体系的信息编码与传输。然而,要实现这一目标,还需要进一步提出高效的模式分解方案,并探索与基底无关的表征方案。
赵承良教授是苏州大学物理科学与技术学院的副院长,其主要研究方向涵盖光场调控、相干光学、微纳操控、衍射成像等。詹其文教授来自上海理工大学,主要从事光场调控及其与微纳结构相互作用、纳米光子学、生物光子学、超分辨成像及纳米结构表征等方面的研究。蔡阳健教授是山东师范大学副校长兼物理与电子科学学院院长,主要研究光场调控及应用、光束传输与控制、大气光学、光学成像、微纳操控等领域。
-
横向色差与纵向色差:镜头色差异从哪里来,怎么测?
白光是由不同波长的光组成的复合光。由于透镜材料对不同波长的光折射率不同,不同颜色的光经过透镜后会产生不同的折射角度和焦距——这就是色差(Chromatic Aberration)。
2026-09-29
-
镜片一装上去像就变?光学元件应力双折射的成因、定量检测与装夹启示
不少装调工程师都遇到过这样的情况:一片单独检测合格的镜片,装进镜筒、拧上压圈后,波前或偏振状态却发生了变化;胶合固化后的透镜,在偏光仪下出现一圈圈彩色条纹。这些现象背后,往往是同一个"看不见的变量"——应力双折射(Stress Birefringence)。本文梳理应力双折射的成因、它对光学性能的影响、定量检测原理与相关标准,并讨论它对光学装夹(预紧力/应力平衡)的实际启示。
2026-09-29
-
130°大视场、25点测量、60秒出MTF 内窥镜光学性能怎么做量产检测?
无论是腹腔、关节、鼻窦等硬管内窥镜,还是电子胃肠镜、胶囊内镜,医生都要通过一根细长的镜体看清体内细节。视场够不够大、边缘清不清晰、有没有变形,直接关系到病灶能否被发现。随着医用内窥镜国产替代加速、工业孔探应用增多,仅靠人工看分辨率板"数线对"已难以满足量产质控要求。本文结合 TRIOPTICS 的 ImageMaster® ENDO PRO 内窥镜专用光学传递函数测量仪,梳理内窥镜光学检测的特殊点、MTF 测量方法与量产化设备实现。
2026-09-28
-
AI 芯片扩产,卡在"最后一道“光学关”——从 CoWoS 到 CPO,为什么光学对准与检测成了新瓶颈
9 月初的 SEMICON Taiwan 2026 上,多家国际机构的调研罕见地指向同一个判断:AI 半导体的扩产,正在从“前端增产”走向“全链条扩产”——产能压力从晶圆厂蔓延到先进封装、光互连和测试。而对光学行业的人来说,这条链的末端藏着本次展会最实在的信号:量产的卡点,恰好落在了光学对准与检测上。
2026-09-28
-
批产一致性数据读图指南:单片合格,为什么批次还是不达标
一条 MTF 曲线、一张波面图、一份偏心报告。但量产阶段真正决定交付质量的,往往是批次数据的一致性:100 片镜头里每一片都过规格,并不意味着这一批就是稳定的。
原因在于下游系统通常由多片光学元件级联构成。单片各自满足容差,其偏差在系统内随机叠加后,合成波前误差会显著放大;批内离散度越大,装配后系统性能的可预测性越差。因此,读批次数据的方法与读单片数据有本质区别:关注的不是"某一片好不好",而是"整批是否受控、变异来自哪里"。2026-09-28
