文 献 综 述
一、研究背景
鬼成像技术是近二十年来新发展起来的一个成像领域，由于鬼成像具有非定域的特性。因此，鬼成像也被称为非定域成像。鬼成像实验首先是利用具有纠缠特性的双光子对来完成的,所以早期有不少的科学家把鬼成像归功于量子的纠缠特性，错误地认为只有具有量子纠缠特性的光子对才能实现鬼成像。不久后，一些研究者利用经典的热光源也实现了鬼成像，包括鬼衍射和亚波长干涉等实验。随之，对鬼成像的机理，研究者们展开了激烈的讨论。很快，一些研究者就基于经典热光源实现的鬼成像给出了理论解释。此后，大家对鬼成像的实现光源有了比较一致的观点，认为量子纠缠光源和经典的热光源都可以用来实现鬼成像，除了基于经典热光源实现的鬼成像图像可见度会低于在量子纠缠光源条件下的鬼成像图像可见度之外，两种光源实现的鬼像在其它方面几乎没有差别。近年来，对鬼成像的研究已经由实现光源的多样性展开到了实现技术的多样性,特别在基于经典热光实现的鬼成像实验方面，为了提高鬼成像的图像质量和效率，目前出现了对高阶鬼成像，计算鬼成像，差分鬼成像[2]等。
作为典型的新兴交叉学科和高新技术领域，鬼成像与激光雷达、高光谱、窄带滤光、超衍射极限分辨等应用光学和成像技术领域的高精尖技术手段的结合衍生出了众多有广阔应用前景的研究方向。鬼成像的研究，无论是基础探索还是技术应用，都具有重要意义[1]。
- 国内外发展现状及研究成果
- 国外研究现状
关联成像的最初想法是在研究参量下转换纠缠光子对在局域测量下的行为时被提出的。早期研究者们把参量下转换光子对间的量子纠缠性质视作实现关联成像的必要条件。1995年，当时俄国和美国科学家从理论和实验上提出并验证了基于纠缠双光子光源的、需要使用光学透镜的鬼成像和鬼衍射方案[3]。从此以后，国内外研究人员在鬼成像领域一直不断地取得稳步进展。美国马里兰大学史砚华小组利用自发参量下转换产生的纠缠光子对，首次在实验上观察到关联成像[6]; 2001年，波斯顿大学A.F. Abouraddy等指出量子纠缠是实现量子成像的先决条件，由此引发了人们用经典光源实现关联成像的实验研究和理论探讨。早期很多科学家错误地认为只有具有量子的纠缠特性，才能实现关联成像，并认为这是一种量子效应，直到2002年，情况才发生了很大的转变。2002年，R. S. Bennink等利用随机指向的激光束首次实现了热光的关联成像，其理论是基于光场的二阶强度关联函数。很快，科学家就对经典热光源产生关联成像给出了理论解释。此后，大家普遍认为量子纠缠光源和经典的热光源都可以用来实现关联成像。2002~2005年，许多课题组先后用赝热光源实现了关联成像。
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国内研究现状
2005年，中科院物理所的吴令安小组利用空心阴极灯实现了热光源lsquo;鬼rsquo;成像[4,5]，一直到现在，这也是世界上少有的使用真实热光源的鬼成像实验。北京师范大学的汪凯戈小组用赝热光源观察了经典的亚波长双缝干涉。香港的朱诗尧小组对鬼成像的可见度和分辨率进行了定量的研究，比较了热光源和纠缠光场成像的异同[6]。浙江大学的研究人员则理论研究了基于部分相干光场的无透镜强度关联成像[7,8]。湖南师范大学在国际上率先开展了高阶鬼成像的研究工作[9]。.上海交通大学的曾贵华研究组对运动物体的鬼成像做了一些研究[10]。中科院物理所的范桁研究员最近研究了差分鬼成像[11]。曲阜师范大学研究组在多色鬼成像方面做出来一系列研究成果[12]。中科院上海光机所韩申生小组在鬼成像方面有很多重要成果，例如散射介质中的鬼成像[13]，以及在2013年实现了单像素激光三维相机的原理演示。
华南理工大学程静研究员早在2003年即在中科院上海光机所开始了鬼成像方面的理论研究工作，在国际上首次从经典的统计光学和波动光学角度，理论上证明了非相干光源也能实现非局域成像[14]，并据此提出了一种用完全非相干光源、不需要使用透镜的实验方案来实现傅立叶变换成像，从而得到物体的衍射图样的方法，这个理论方案已经在实验上得到了验证。此后，华南理工大学程静小组提出了鬼成像的相干模式理论分析[15],率先开展了大气湍流中的鬼成像理论研究并在去年建立了一个统一描述大气湍流如何影响经典非相干光源鬼成像和鬼衍射的理论框架，随后，该小组完成了光路参数如何影响反射鬼成像质量的研究工作，最近又提出了一.种通过光源整形技术来提高鬼成像质量的实验方案[16]。 - 小结
通过对国内外研究现状的整理可以看出，计算式关联成像具有重要的理论研究价值,并逐步走向实际应用。但计算式关联成像技术中仍存在相关问题有待解决:
如何解决由于目标轴向深度未知而导致的重构图像模糊的问题:基于传统散斑的计算式关联成像系统中，需要事先知晓目标的轴向位置，才能准确计算出投射到目标表面的光场分布，进而重构出清晰的目标图像(对焦图像)。如果虚衍射光场的估计传播距离与目标实际深度之间的差异大于散斑的轴向稳定传输距离，那么估计深度上的虚衍射光场与实际投射到目标表面的光场之间的关联性会降低，从而导致重构图像出现离焦现象（图像模糊），如何在目标深度未知的情况下直接得到对焦图像是一个具有应用价值的问题，所以在深菲涅尔区的目标深度估计的研究具有重要意义。
- 参考文献
[1]张银佐.关联成像实验研究及后期解法算法设计[D].上海：上海交通大学硕士学位论文，2014-1.
[2]A. Einstein, B. Podolsky and N. Rosen, Can quantum-mechanical description ofphysical reality be considered complete? [J] Phys. Rev. 1935,47(10): 777-780.
[3]张春伶.改善鬼成像质量的理论与实验研究[D].广东：华南理工大学博士学位论文，2014–4–8
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