Cosh-Gaussian光源优化：减少无镜像鬼成像与鬼衍射的散焦效应

本文主要探讨了在无透镜鬼影成像（Lensless Ghost Imaging, LGI）和鬼影衍射（Ghost Diffraction, LGD）系统中，Cosh-Gaussian调制的非相干光源对减小散焦效应的作用。Cosh-Gaussian函数是一种特殊的光学模态，它在光场中具有类似于钟形渐近行为，这与传统的高斯模式有所不同。作者郑丹、白燕芬、谭凌丽、谭素琴、钱沈和傅习全，来自湖南大学计算机科学与电子工程学院，通过理论分析和数值模拟，对比了Cosh-Gaussian和常规的高斯非相干光源在减少散焦影响方面的性能。 在无透镜鬼影成像系统中，Cosh-Gaussian光源通过其特有的调制参数ω（通常代表频率或强度变化）的调节，能够显著地降低图像的模糊度，使得远距离物体的细节在成像中保持清晰。相比于高斯光源，Cosh-Gaussian光源在保持足够高的信号强度的同时，能更有效地抑制由光波的发散引起的图像失真。这是因为Cosh-Gaussian的特性使得其在空间域中的扩散特性更为均匀，从而减少了由于光束扩展导致的聚焦问题。 在鬼影衍射方面，Cosh-Gaussian光源同样显示出优势。它能够减小衍射图案中的散焦效应，使得原本可能会被掩盖的衍射细节得以保留，这对于需要高分辨率衍射图谱的实验来说具有重要意义。通过数值模拟，研究者展示了这种调制方式下，系统的点扩散函数（Point Spread Function, PSF）呈现出更优的形状，有利于提高成像质量。 总结来说，这篇研究论文揭示了一种新的策略，即通过调整Cosh-Gaussian非相干光源的调制参数，可以在不依赖于光学元件的情况下，有效改善无透镜鬼影成像和鬼影衍射系统的性能，这对于光场控制和成像技术的发展具有潜在的应用价值。这项工作对于提升光学测量和通信系统的空间分辨率，特别是在远程、无物理限制或者对设备小型化有要求的场景中，具有实际意义。