蔡陽健教授團隊在結構光場多維調控研究領域取得最新突破
作者：科技處 發表日期：2025年04月28日 13:27 點擊：[]
近日，蔡陽健教授團隊在國際著名光學期刊《Laser & Photonics Reviews》（影響因子9.8）上發表題為“Unlocking Secure Optical Multiplexing with Spatially Incoherent Light”的研究論文，創新性地提出并實現了非相干光場復用技術，為新一代超高安全性、大容量及高魯棒性的多路光信息復用與通信提供了全新的解決方案。
前期，團隊針對部分相干光場的相干結構加密（PhotoniX 2021，DOI: 10.1186/s43074-021-00027-z， Opto-Electronic Science 2023，DOI：10.29026/oes.2023.220024）、遠場圖像傳輸（Opto-Electronic Advances 2021，DOI: 10.29026/oea.2021.210027）以及圖像相干偏振復用（PhotoniX 2024，DOI: 10.1186/s43074-024-00126-7）等技術，提出了光場調控的新維度與新方法，拓展了結構光場的新型自由度，實現了多維度高效協同調控。在研究過程中，團隊發現，傳統相干光場的自由度的正交性可以實現多通道復用，但其依賴于一階確定光參量，對環境擾動極為敏感。而非相干光場的相干結構屬于光場高階光參量，用于信息加載時，其通道容量受限于單通道，現有的復用技術難以有效擴展，難以滿足當前大數據時代對信息傳輸容量不斷增長的需求。
針對這一問題，團隊進一步開創新地提出了非相干復用方案與技術。該方案通過在多路復用的場相關性中安全編碼信息，實現了對傳統相機不可直接探測的隱匿存儲，僅可通過嚴格的統計重建方法予以恢復。受益于隨機波固有的非相干特性，該方法在原理上具備無串擾的優勢，即使在強噪聲背景下亦能保持高保真度。此項工作不僅為光學加密與成像等領域提供了新的技術途徑，同時也為利用聲波、物質波等具有不同物理屬性的隨機波開展信息處理研究提供了重要參考。
山東師范大學博士研究生劉欣為該論文的第一作者，加拿大達爾豪斯大學Sergey Ponomarenko教授、山東師范大學蔡陽健教授和梁春豪教授為論文共同通訊作者。相關研究得到了得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金重大項目以及重大研究計劃項目等多項資助。
