相干熵揭示了光场行为的新见解

光技术是许多尖端创新的核心，从高速互联网到先进的医学成像。然而，在湍流大气或变形的光学系统等具有挑战性的环境中传输光一直是一个重大障碍。这些复杂性可能会扭曲和破坏光场，从而难以获得清晰可靠的结果。科学家们长期以来一直在寻找克服这些限制的方法，而一项新的突破可能是推进实际应用的关键。

据《先进光子学》报道，​​苏州大学的研究人员在理解光在复杂波动介质中传播时的行为方面取得了重大进展。这一突破可能会彻底改变从光通信到先进成像技术等各种应用。

在光学领域，复杂介质引起的光场变形、闪烁和漂移一直以来限制了实际应用。苏州大学团队利用相干熵的概念提出了一种解决这一问题的新方法。

相干熵是光的统计特性(即相干性)的度量，它提供了受随机波动影响的光场的全局特征。传统上，表征光的相干性很复杂，难以量化。研究团队已成功将正交模态分解应用于部分相干光束，从而引入相干熵作为可靠的度量。

他们的研究表明，光在通过单一系统传播时，相干熵保持稳定，即使面对复杂和变形的光学环境也是如此。这种一致性表明，相干熵可以作为非理想条件下光场行为的可靠指标。

研究团队通过检验部分相干光束在各种变形光学系统和湍流介质中的有效性，证明了相干熵的实际用途。结果表明，相干熵具有弹性，在具有挑战性的条件下仍然是评估光场性能的可靠指标。

“这项研究代表着我们在预测和控制光在复杂环境中传播的能力方面取得了重大飞跃，”首席研究员、通讯作者赵成良博士说。“引入相干熵作为全局相干特性，为定制光场以提高其在实际应用中的性能开辟了新的可能性。”

这项研究的影响深远。从增强必须通过大气湍流运行的光通信系统，到依靠光场穿过扭曲介质的先进成像技术，相干熵可能成为科学家和工程师的重要工具。

通过提供一种在非理想条件下评估和管理光场的更可靠方法，这项研究为在各个科学和实际领域更广泛、更有效地使用低相干光场铺平了道路。