技术背景：散射理论描述了波与物质的相互作用，并用于物理和工程应用的各个领域。散射理论主要划分为两类问题：正向(forward)问题和逆向(inverse)问题。正向问题涉及从已知的结构化介质计算散射场，而逆向问题涉及从一个已知的散射场求结构化介质。当前已经有了数个被广泛使用的正向求解器，如有限差分时域(finite -difference time-domain,FDTD)法就是其中之一。相比之下，逆向问题被认为要比正向问题的求解更具挑战性(即便附加各种近似和假设前提)，这是因为逆向问题是病态(ill-posed)的，并且计算复杂。研究人员正努力开发逆向问题的求解器，其中一些已在各种波物理和成像应用中展示出其前景。传统的方法假设弱散射(如Born和Rytov近似)，并且忽略高阶多次散射。尽管(传统假设)计算高效，但是这些方法的内在假设有悖于样品的光学属性，因此限制了其准确性和实用性。为了考虑多散射效应，最近一些研究探索了各种正向传播方法。虽然结果更准确，但是它们仍然涉及近轴或标量衍射之类的假设。因此，需要一个用于准确和快速逆散射模型的通用理论框架。技术要点：基于此，韩国KAIST的Moosung Lee(一作)和YongKeun Park(通讯)提出了一种高效高效且准确的逆问题求解器。(1)利用修正的玻恩级数(modified Born series)来构建逆问题求解器，可以高效和直接计算逆多重散射，且不需要任何假设前提；modified Born series是目前用于模拟非均匀介质中波传播的最有效的正向求解器之一(2)反演过程基于物理上直观的方法，可以很容易地拓展到其它准确的正向求解器。作者将此方法应用于光学衍射层析成像，并在数值和实验上证明了光学厚样品的三维重建相比使用基于弱散射近似的传统方法，保真度更高。
参考文献：Moosung Lee, Hervé Hugonnet, and YongKeun Park, “Inverse problem solver for multiple light scattering using modified Born series,” Optica 9, 177-182 (2022)DOI：https://doi.org/10.1364/OPTICA.446511
