徐飛虎團隊單光子成像雷達研製成功，可透過霧霾看清遠距離目標

2020-09-05 毅飛沖天

眾所周知，光學成像最怕的就是霧霾，人眼通過霧霾只能看清幾十米遠的距離，傳統的光學拍攝設備作用距離也就是幾百米，此外霧霾也能讓光學和紅外製導武器都失效。令人欣喜的是，這個世界性難題被中國一位85後科學家攻破，中國科技大學徐飛虎團隊研製成功了單光子成像雷達，已經實現了45公裡的遠距離成像，並且具備了100公裡遠的成像能力。這種雷達最厲害的是可以透過霧霾看清目標，堪稱「神話」！

據報導，徐飛虎是一位85後科學家，從美國麻省理工學院歸國後加入了中科大潘建偉院士的團隊，一直在研製單像素單光子成像方法，最終研製出了具有實用化的單光子成像雷達，在該領域保持了國際領先地位！

徐飛虎

據悉，遠距離主動成像是一個世界性的難題，因為距離越遠雷射雷達的回波信號衰減就越嚴重，返回的微弱回波光子還會混入背景噪聲，實際上根本無法有效的成像。遠距離成像技術在無人駕駛、對空目標探測和衛星對地觀測上都有著非常強烈的需求。這裡的成像指的是主動成像技術，不需要增加光學系統的口徑就可以達到能看清楚人類不同姿態的級別，遠比衛星遙感成像要求更高！

徐飛虎在2020年初實現了8.2公裡成像，當時的世界紀錄是英國一個團隊的10公裡雷射雷達成像。此次成果是45公裡成像，也就是不管是什麼天氣，也不管是白天還是晚上，都能拍出目標的精細信息。如果拍攝的是一座大樓的話，可以看清楚住戶具體有幾扇窗戶。據介紹，該團隊突破了亞像素掃描技術，可以進行幾釐米級別的光斑移動探測目標，通過多次移動後就可以探測出大面積光斑內的內容，從而實現對人類姿態等相關信息的識別。

徐飛虎團隊把單光子成像距離增加到45公裡只用了半年時間，這是一個巨大的量級進步，而且該團隊已經具有了超過100公裡的成像技術。要實現這個目標要在硬體和軟體上同時獲得了突破，該團隊研製出了一套高精尖單光子成像探測設備，還研究成功了光子有效計算成像的算法。該單光子成像雷達系統具有靈敏度高、體積小，探測距離遠、能耗低等特點。

這項技術在軍事上也有很好的應用前景，原來望遠鏡在晴朗的白天才可以看10公裡左右，現在可以在霧霾天觀測45公裡範圍的目標，而且很快就能把觀測距離增加到100公裡以上；這項技術主要應用場景就是衛星，能夠讓衛星對地面目標進行遠距離的監測，而且不再受天氣情況的影響。

據介紹，單光子探測器能做到百公裡量級等於實現了從0到1的突破，這項技術是傳統雷射雷達無法做到的。該設備目前唯一的缺點就是造價太高，主要原因是沒有量產，接下來會應用到無人駕駛和衛星探測等領域，具有非常好的發展前景！

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