Vous êtes le protagoniste dans un thriller. Un matin, un appelant inconnu avec une voix déformée dit: « Pour sauver votre ville, résolvez le puzzle. Allez aux coordonnées. X marque l'indice. » Vous vous précipitez sur place et voyez un X sur un panneau d'affichage éloigné, trop loin pour lire. Votre vision est nette, mais pas si nette. Alors, que faites-vous? Un nouvel émetteur laser conçu par une équipe de chercheurs de Chine pourrait venir à la rescousse.
Selon l'étude publiée dans Lettres d'examen physiquela configuration développée comprend plusieurs émetteurs laser qui permettent une imagerie super-résolution de cibles aussi petites que des millimètres à l'échelle d'une distance de 1,36 kilomètres (0,85 mile) dans un environnement urbain extérieur. L'appareil images avec succès des cibles physiques en forme de lettre mesurant 8 × 9 mm, avec des largeurs de lettres de 1,5 mm, placées à l'extrémité de sa plage d'imagerie.
L'interférométrie est une technique d'imagerie largement utilisée en astronomie qui fonctionne en fusionnant la lumière à partir de différentes sources pour créer un modèle d'interférence. Ces modèles d'interférence sont formés lorsque les ondes lumineuses interagissent pour se renforcer ou s'annuler en fonction de leurs différences de phase. Ces modèles transportent des informations détaillées sur l'objet ou le phénomène étudié.
L'interférométrie d'intensité, en revanche, ne s'appuie pas sur la combinaison d'amplitudes lumineuses ou le maintien des informations de phase mais sur la lumière d'une seule source mesurée séparément par deux détecteurs ou télescopes, et les variations de leurs intensités enregistrées sont comparées.
L'étude des fluctuations d'intensité, des corrélations et leurs changements avec la distance entre les détecteurs peut aider à extraire les détails spatiaux de l'objet étudié.
Qu'est-ce qui fait ressortir l'interférométrie d'intensité? Il peut traverser les turbulences atmosphériques et ignorer les défauts de l'optique du télescope, ce qui rend l'idéal pour l'imagerie à longue distance et à haute résolution. Pourtant, ses applications se sont principalement limitées à l'observation des étoiles ou des objets brillants qui peuvent être illuminés avec des sources lumineuses à proximité.
Les scientifiques ont tenté d'élargir sa portée aux applications d'imagerie actives telles que la détection de lumière et la tâche ou le lidar, mais le manque de sources de lumière thermique appropriées et des algorithmes de reconstruction d'images robustes rendent le processus difficile.
Pour surmonter ces problèmes, les chercheurs ont créé une configuration d'interféromètre d'intensité avec un éclairage pseudotherme réalisé en superposant la lumière à partir d'émetteurs laser multiples indépendants à 8 phases. Cette configuration comprenait deux télescopes et un système laser infrarouge sur un banc optique partagé.
Le système laser a produit un éclairage thermique et reconstruit des données clairsemées et bruyantes en cours de collecte dans une image haute résolution à l'aide d'un algorithme de calcul.
Pour tester les capacités de super-résolution de l'appareil, les lettres « USTC » ont été fabriquées à partir de feuilles d'aluminium noircies creuses qui ont ensuite été couvertes dans des feuilles rétroréflectières et utilisées comme cible d'imagerie complexe positionnée sur un kilomètre.
En utilisant l'interféromètre à intensité active conçue, les chercheurs ont réussi à démontrer l'imagerie en super-résolution des cibles à l'échelle des millimètres à une distance de 1,36 km dans un environnement urbain extérieur. Le système d'imagerie a obtenu une résolution de 3 mm, ce qui est 14 fois supérieur à la limite de diffraction d'un seul télescope, généralement environ 42,5 mm.
Une fois mise à l'échelle pour une utilisation au-delà du laboratoire, cet appareil pourrait accélérer considérablement les progrès de la télédétection à distance à long terme et à haute résolution, une surveillance et une imagerie non invasive dans des environnements difficiles.
