光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播，是光學(xué)的基本結(jié)論。它從“一葉障目不見(jiàn)泰山”類(lèi)似的對(duì)日常生活的觀察中總結(jié)而來(lái)。另一方面，光在不均勻的介質(zhì)中傳播時(shí)，它的傳播方向通常會(huì)發(fā)生改變，200w功率的激光焊機(jī)。

   光的散射即定義為光偏離原來(lái)的方向傳播而彌散到其他任意方向的現(xiàn)象。入射到散射介質(zhì)中的相干光，可以看作由無(wú)數(shù)多的小光束組合而成。假設(shè)第i 個(gè)小光束經(jīng)過(guò)散射介質(zhì)后相位增加了φi。不同的小光束在散射介質(zhì)中經(jīng)歷的傳播路徑都不相同，因此φi的分布是隨機(jī)的。最終這些小光束出射后在接收屏上進(jìn)行相干疊加，得到任意一點(diǎn)的光強(qiáng)為。200w功率的激光焊機(jī)

   光場(chǎng)的相干疊加如圖1(a)所示：小光束i 的散射光在該點(diǎn)的復(fù)振幅用黑色矢量表示；紅色矢量為所有小光束的散射光疊加的結(jié)果。接收屏上不同位置的疊加過(guò)程具有一定的隨機(jī)性，因此最終觀察到的圖樣是顆粒狀的散斑。如圖1(b)所示，如果能夠讓每一個(gè)小光束在入射散射體前都附帶上某個(gè)相位延遲，使得散射光在空間中某特定位置進(jìn)行疊加時(shí)保持相位相同，形成聚焦亮點(diǎn)，那么該點(diǎn)的光強(qiáng)比起接收平面上其他位置都強(qiáng)很多。從整體上看，等效于散射光在該點(diǎn)重新實(shí)現(xiàn)了聚焦。調(diào)控每一束入射光的參數(shù)的方法稱(chēng)之為光場(chǎng)調(diào)控技術(shù)。200w功率的激光焊機(jī)

   圖1 基于光場(chǎng)調(diào)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)的散射體成像的原理示意圖(a)入射光經(jīng)過(guò)散射體后，在接收屏上形成顆粒狀的散斑圖樣；(b)每束小光束經(jīng)過(guò)一定的調(diào)制，使得接收屏上某一個(gè)點(diǎn)的散射光相長(zhǎng)疊加，形成聚焦亮點(diǎn)；(c)散射體的記憶效應(yīng)示意圖(CCD為電荷耦合器件)；(d)光場(chǎng)調(diào)控實(shí)現(xiàn)的散射成像示意圖200w功率的激光焊機(jī)

   利用光場(chǎng)調(diào)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)散射成像的物理基礎(chǔ)是薄散射體的光學(xué)記憶效應(yīng)。圖1(c)為對(duì)比不同角度(0°角和θ0角)入射的兩束光所產(chǎn)生的散斑圖，人們發(fā)現(xiàn)它們的散斑在形狀上基本類(lèi)似，只是在空間上發(fā)生了平移。對(duì)應(yīng)于入射方向不同的光所產(chǎn)生的散斑仍具有相關(guān)性，這樣的現(xiàn)象稱(chēng)為散射體的光學(xué)記憶效應(yīng)。因此，首先對(duì)某一個(gè)物點(diǎn)(圖1(d)中的O1)發(fā)出的光進(jìn)行光場(chǎng)調(diào)控，使其在通過(guò)散射體之后能夠在像平面獲得一個(gè)高對(duì)比度的聚焦點(diǎn)(圖1(d)中的O?1)。200w功率的激光焊機(jī)

   根據(jù)散射體的記憶效應(yīng)，該物點(diǎn)附近的所有其他物點(diǎn)(圖1(d)中的O2)，都能夠利用同樣的光場(chǎng)調(diào)控方法在像平面獲得對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)(圖1(d)中的O?2)。在這樣的調(diào)控下，散射體的行為跟普通的透鏡成像系統(tǒng)相類(lèi)似，即存在線性平移不變性(在這種情況下具有一一對(duì)應(yīng)的物像關(guān)系)。因此可以認(rèn)為，薄散射體被轉(zhuǎn)化成為了一個(gè)“成像透鏡”(圖1(d))。200w功率的激光焊機(jī)