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。
-
麻省理工学院突破光学原子钟小型化瓶颈:集成螺旋腔激光器实现芯片级原子询问
美国麻省理工学院林肯实验室WilliamLoh与RobertMcConnell团队在《NaturePhotonics》(2025年19卷3期)发表重大研究成果,成功实现基于集成超高品质因子螺旋腔激光器的光学原子钟原子询问,为光学原子钟走出实验室、实现真正便携化铺平了道路。这一突破标志着光学原子钟向全集成、可大规模制造的先进时钟系统迈出关键一步,有望彻底改变导航、大地测量和基础物理研究等领域的时间测量技术格局。
2026-04-08
-
手机长焦增距镜无焦光学系统MTF测试的空间频率换算研究
在手机成像技术向高倍长焦方向快速发展的背景下,手机长焦增距镜作为提升手机长焦拍摄能力的核心无焦光学器件,其成像质量的精准评价成为光学检测领域的重要课题。光学传递函数(MTF)是衡量光学系统成像质量的核心指标,而手机长焦增距镜属于望远镜类无焦光学系统,其MTF测试采用的角频率单位与常规无限-有限共轭光学系统的线频率单位存在本质差异。为实现两类单位的精准转换、保证MTF测试结果的有效性与实际应用价值,本文从无焦光学系统特性与测量工具出发,明确空间频率不同单位的核心属性,结合实际案例完成换算推导,梳理换算关键要点,为手机长焦增距镜的MTF检测及光学性能评价提供严谨的技术参考。
2026-04-08
-
非线性光学晶体:现代激光技术的核心功能材料
非线性光学晶体作为实现激光频率转换、光束调控及光场非线性效应的关键功能材料,突破了传统激光器件输出波长受限的技术瓶颈,是支撑紫外/深紫外激光、中红外激光、超快激光及量子光源等先进激光系统发展的核心基础部件。本文系统阐述非线性光学效应的物理机制、主流非线性光学晶体的材料特性与相位匹配技术,梳理其在科研探测、精密制造、生物医疗、光通信及国防安全等领域的典型应用,并展望该类材料未来的发展方向,为相关领域技术研究与工程应用提供参考。
2026-04-08
-
波前像差、点扩散函数(PSF)与调制传递函数(MTF)的关联解析
在光学成像领域,波前像差(WavefrontAberration)、点扩散函数(PointSpreadFunction,PSF)与调制传递函数(ModulationTransferFunction,MTF)是描述光学系统成像质量的核心参数。三者相互关联、层层递进,共同决定了系统的最终成像效果与视觉质量,但其内在联系常令初学者困惑。本文将从概念本质出发,系统解析三者的关联逻辑,结合具体实例深化理解,为相关领域的学习与应用提供清晰指引。
2026-04-07
-
非硅特种材料精密划片工艺技术方案
在半导体封装、光学器件、电子元器件等高端制造领域,蓝宝石、玻璃、陶瓷等非硅特种材料的应用日益广泛。此类材料物理特性与传统硅片差异显著,常规硅片划片工艺无法直接适配,易出现崩边、裂纹、刀具损耗大、良品率偏低等问题。结合材料特性与实际量产经验,针对蓝宝石、玻璃、陶瓷三大类核心材料,形成专业化精密划片工艺解决方案。
2026-04-07
