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“一葉障目不見泰山”類似的對(duì)日常生活的觀察中總結(jié)而來。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，可以看作由無數(shù)多的小光束組合而成。假設(shè)第i 個(gè)小光束經(jīng)過散射介質(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)過一定的調(diào)制，使得接收屏上某一個(gè)點(diǎn)的散射光相長疊加，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)