傅里叶变换关联成像通常采用透射式赝热光源，但透射产生散斑的纵向尺寸过大限制了成像纵向分辨率且透射式赝热光的光通量较低，这对实现三维傅里叶变换关联成像造成了阻碍。为解决这一问题，理论推导了反射式赝热光源散斑场的光强涨落关联函数，给出了散射屏放置在不同空间位置和倾斜角度时的纵向散斑尺寸。同时，进行了基于统计光学的数值模拟，模拟结果与理论结果吻合。结果表明，通过减小散射角和增大散射屏方位角等方法可以有效降低观察点处的纵向散斑尺寸，从而提高纵向成像分辨率。

光场的高阶关联特性是揭示光的统计行为的重要特征。采用传统的HBT(Hanbury-Brown and Twiss)实验模型测量多光子高阶关联时,会受到单光子探测器和分束器数量的限制,测量起来比较复杂。提出了一种利用增强型电荷耦合器件(ICCD)快速测量光场高阶关联的方法。通过改变曝光时间和光照强度(计数率)对赝热光场和相干光场的高阶相干度进行测量和分析。结果表明:在适当的条件下,可以确定光场的高阶相干度。当曝光时间为600 ns、计数率为5.12×10 ⁸ s ^-1时,实测赝热光场的2阶和3阶相干度分别为 gT(2)(0)=1.79±0.20, gT(3)(0)=4.94±0.59。对多达4阶的光场相干度进行了测量,该结果能在理论上得到较好的解释。该实验方法有望应用于某些光源的高阶相干性测量和研究方面,对揭示光场的高阶关联行为具有一定意义。

报道了一种基于Cr4+:YAG晶体被动调Q的Nd:YAG纳秒脉冲激光器，重频在1~10 Hz可调。采用II类匹配的KTP进行倍频后获得稳定的532 nm激光输出。该激光器输出1 064 nm单脉冲能量大于800 mJ，脉冲宽度7 ns；532 nm激光单脉冲能量大于500 mJ，在不同重频下的输出能量分别为551 mJ@1 Hz，553 mJ@3 Hz，546 mJ@5 Hz和518 mJ@10 Hz，脉冲能量RMS<6.2%。光源入射到直径为20 cm的毛玻璃上，CCD采集图像经计算得到，该赝热光源的二阶量子相关函数g(2)为1.963，接近理论值2。该激光系统为赝热光鬼成像提供了良好的光源。

为了提高压缩感知鬼成像的成像质量以及解决低采样率条件下成像失真度高的问题,提出一种基于邻域相似度的鬼成像(NSGI)方案。邻域相似度体现在图像像素间的关联性,携带关于物体结构的重要信息,在分析压缩鬼成像原理的基础上,利用邻域相似度来评价待探测目标。根据贪婪算法的原理,采用邻域相似度优化图像重构过程,并设置相关度阈值降低计算的复杂度。仿真和实验结果均表明,与传统方法相比,该方案可以在低采样率条件下获得高质量低失真度的图像,有利于推动鬼成像技术的实用化。

赝热光源是关联成像的常用光源,相较量子态的纠缠双光子 光源,它更容易获得并用于关联实验。 赝热光和纠缠双光子有一定的相似之处,尤其是在光场的统计特性上,这一点和关联计算密切相关。 当量子场为相干态或其经典随机混合时,量子光场和经典光场在统计特性上完全相同,可采用零均值 高斯态对赝热光场的非相敏传播过程进行完整描述。基于这一模型,建立了赝热光场的半经典探测理 论,推导了参考光路和信号光路光电流的关联计算公式,对鬼成像的分辨率和对比度以及关联成像系 统的视场进行了分析。

点扩散函数(PSF)是传统成像光学中一种典型的分析方法。针对关联成像这一全新的成像理论, 借鉴点扩散函数分析方法, 采用半经典理论对其成像过程进行了重新推导, 给出了鬼像和物体透射函数之间的点扩散函数。以此为基础, 推导了成像光路中存在湍流时, 与之对应的PSF以及鬼像的表达式。最后对成像过程进行了数值仿真分析。结果表明, PSF可以有效地描述关联成像的过程, 并且可以定量分析成像距离、光源大小和湍流强度对鬼像的影响程度。

关联成像实验和理论证明了光可以用特殊的方式传递信息。文中采用半经典理论, 按照赝热光场、光电探测和关联计算的成像过程, 系统分析了关联成像的理论基础, 并给出了系统的视场、空间分辨率和对比度。在此基础上, 对传统关联成像的线性计算方法进行了改进, 使之为物体透射函数的均方收敛无偏估计。相应的计算鬼成像仿真实验表明: 在相同测量次数下, 尤其是低于奈奎斯特采样频率时, 该方法显著提高了鬼像的峰值性噪比并有效抑制了背景噪声。

水下成像的成像质量受到激光功率和接收器灵敏度的制约，现有的量子成像方式在自由空间中能够获得较传统成像距离更远、清晰度更高的探测图像。结合自由空间中量子成像方式与水体自身特点，提出了赝热光二维二阶关联的反射式水下量子成像方法，通过选取水下成像系统的典型参量进行模拟计算，重构了物体的光强起伏图像，设计并实现了成像实验。实验结果与数值仿真一致，表明可以利用二阶光强度关联的量子成像方式重现水下物体的二维图像。

设计了一种新的强度相干成像室内实验方法, 以简化现有强度相干实验过程, 获取接近实际观测的测量数据。首先, 分析了强度相干成像原理及影响成像质量的因素;介绍了现有强度相干成像实验方法并分析其存在的不足。然后, 利用赝热光源和CCD设计了一种新的强度相干成像方法;介绍了利用此种方法模拟强度相干成像的原理及特点。最后, 进行了室内强度相干成像实验, 验证了提出方法的可行性。实验结果表明: 利用提出的实验方法能够较好地测量目标的空间功率谱, 测量噪声主要分布在高频部分;当测量信噪比大于20时, 利用相位恢复方法可恢复获得较好的目标光强分布图像。实验显示, 提出的成像方法能够较好地模拟强度相干成像, 实验中能够较为方便地调节光强随机涨落并观测基线参数, 实现对小角直径目标的有效成像。

在关联成像中，赝热光源的特性对成像质量至关重要。赝热光源的关联特性和关联成像的对比度、信噪比和分辨率密切相关。在其他条件相同的情况下，二阶关联峰值越高，所成关联像的对比度越高，而赝热光源的随机性越好，则成像的信噪比越高。赝热光源的产生有很多方案，近来出现的基于空间光调制器的赝热光源由于其相位可预置性而具有很好的应用前景。本文介绍了利用空间光调制器调相、调幅等不同调制方法产生赝热光源的原理，并通过模拟对比了施加不同的振幅、相位及其混合调制所引起的赝热光源的二阶关联峰值的差异性，对比发现当振幅分布为瑞利分布、相位分布为0～2π 均匀分布时，赝热光关联峰值理论可以达到2，此时赝热光源的特性较为理想。