看得更遠、更清！中國科學家實現(xiàn)200公里單光子三維成像

近日，中國科學技術大學潘建偉院士團隊實現(xiàn)超過200公里的遠距離單光子三維成像，首次將成像距離從十公里突破到百公里量級，為遠距離目標識別、對地觀測等領域的應用開辟了新道路。該成果日期在國際學術期刊《光學》發(fā)表。

如何“看得更遠、看得更清”是人類對視覺感知的不懈追求。近年來發(fā)展的激光雷達成像技術能夠?qū)δ繕藞鼍斑M行高精度三維成像。單光子成像雷達作為一種具有單光子級探測靈敏度和皮秒級時間分辨率的新興激光雷達成像技術，是實現(xiàn)遠距離光學成像的理想方案。然而，如何實現(xiàn)遠距離單光子成像雷達，是該領域的研究熱點。

科研團隊經(jīng)過長期攻關，發(fā)展了單像素單光子成像算法等核心技術，2019年在城市環(huán)境中實現(xiàn)了距離達45公里的單光子三維成像，突破了由英國哈利瓦特大學保持的最遠距離紀錄（10公里）。在此基礎上，研究團隊通過進一步技術突破，將成像距離拓展到201.5公里，成像靈敏度達到平均每個像素0.4個信號光子。為了實現(xiàn)百公里單光子成像，研究團隊搭建了全新的單光子雷達系統(tǒng)，并發(fā)展了針對遠距離成像的多項新技術?；诖藛喂庾永走_系統(tǒng)，研究人員在新疆的高山上對百公里外的多個目標進行三維成像，并測試了單光子計算成像算法；結(jié)果顯示該系統(tǒng)可以在200公里范圍內(nèi)進行精確的三維成像，成像靈敏度達到單像素單光子。

據(jù)介紹，該研究工作對于面向低功耗、高分辨率等實用化需求的遠距離激光雷達研究具有重要應用價值。（總臺央視記者 帥俊全）