清華大學在計算成像方向獲新進展
提出了計算光場新原理，建立數(shù)字自適應光學模型，研制了廣域波前計算傳感芯片，實現(xiàn)了超1100角秒（對角線）范圍的大氣湍流實時探測和預測。
 WISE助力高精度湍流預測在光信號的單向傳播中，精確的湍流探測足以消除誤差，然而在雙向交互中，湍流的快速演變帶來了新的挑戰(zhàn)。典型的交互過程例如空間光通信，由下行探測鏈路和上行補償鏈路構(gòu)成，由于兩鏈路間存在時間差，無法直接根據(jù)探測結(jié)果進行補償，而是需要預測未來時刻的湍流分布再進行補償，即預補償。此時，湍流預測的精度顯得至關重要。視頻（上）展示的是湍流分布的動態(tài)演化過程，由小視場范圍的空間一致湍流變?yōu)閺V域的空間非一致湍流。當我們僅觀察小視場范圍的湍流時，難以找到其時序演變規(guī)律，這正是基于傳統(tǒng)自適應光學技術(shù)進行湍流預測的困難之處。當視場擴大時，湍流的演化規(guī)律變得有跡可循。如泰勒凍結(jié)流假說所述，大范圍的觀測數(shù)據(jù)中，可以清晰地觀測到大氣湍流的整體流動，這將對實現(xiàn)湍流的精準預測提供強力的支撐�；赪ISE芯片和時-空神經(jīng)網(wǎng)絡模型，團隊實現(xiàn)了大視場范圍下高精度的湍流預測（視頻下），預測的波前誤差從224nm降至109nm（所用指標為RMSE），相較于傳統(tǒng)自適應光學有明顯提升。WISE芯片為大氣湍流時空動態(tài)演化規(guī)律的研究探索了新路徑。 從掃描光場元成像到WISE芯片，光子幽靈變得不再神秘，望遠鏡的視野能夠穿透大氣。團隊在計算成像領域持續(xù)創(chuàng)新，以計算賦能天文，開啟計算天文成像新篇章。當視場無限，視野也將無垠。未來，團隊將進一步發(fā)揮元成像廣域波前傳感的優(yōu)勢，助力新一代寬視場高分辨地基光學巡天，凌云遠望，目窮千里。 相關研究成果以“基于廣域波前傳感芯片的大氣湍流實時觀測”（Direct Observation of Atmospheric Turbulence with a Video-rate Wide-field Wavefront Sensor）為題，于7月1日發(fā)表于《自然·光子學》（Nature Photonics）。 清華大學電子工程系與國研中心為論文的第一單位，方璐、戴瓊海、吳嘉敏為論文通訊作者，2021級電子系博士生郭鈺鐸、2021級自動化系本科生郝鈺涵、自動化系助理研究員萬森為論文第一作者，博士后張昊，助理研究員朱來余參與該工作。研究得到科技部2030重大項目、基礎科學中心項目以及北京信息科學與技術(shù)國家研究中心的支持。 論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41566-024-01466-3 |
1.行業(yè)新聞、市場分析。 2.新品新技術(shù)（最新研發(fā)出來的產(chǎn)品技術(shù)介紹，包括產(chǎn)品性能參數(shù)、作用、應用領域及圖片）； 3.解決方案/專業(yè)論文（針對問題及需求，提出一個解決問題的執(zhí)行方案）； 4.技術(shù)文章、白皮書，光學軟件運用技術(shù)（光電行業(yè)內(nèi)技術(shù)文檔）；
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