Photonics Research2022年第12期Editors‘ Pick：
光学散射是指光在传播过程中与散射体相互作用，导致光线的方向和强度发生改变的现象。在复杂的光学系统中，光学散射可能会导致信息混叠和掩盖，从而阻碍光学信息的有效提取。为了解决这个问题，人们会使用各种技术手段来降低散射，提高信息提取的准确性和效率。
在复杂的光学系统中，光学散射带来的信息冗杂主要表现于以下两个方面：（1）携带信息的光、在传播过程中与散射体相互作用导致的真实信息扰乱与混叠；（2）没有携带信息的光、依然以散斑炫光等方式进入光学成像系统，从强度上掩盖了携带信息的光信号。这两种情况都会阻碍光学信息的有效提取。
近年来，人们已经通过光场调控技术对入射光场进行相位预补偿，实现了目标区域的光学干涉相消（即散斑眩光消除）。然而，由于当前的优化算法过于冗杂低效且准确度不够，实验中获得的散斑眩光消除效率远低于理论预期。此外，缺乏合适的物理模型及理论指导限制了可消除散斑眩光范围的面积。因此，在有限的调控模式下，如何高效地实现大规模散斑眩光消除是目前亟待解决的问题。
为解决上述问题，中山大学电子与信息工程学院、广东省光电信息处理芯片与系统重点实验室的李朝晖、沈乐成研究团队提出了一种新型光场调控方案实现大范围散斑眩光消除。该方案可在400个调控模式下对于400个光学散斑（接近于实验中所用相机的全部有效成像范围）进行消除，总计算耗时不超过1秒。相关研究成果发表于Photonics Research 2022年第12期。
研究团队以Gerchberg-Saxton（GS）算法为原型，搭建了经由双阶段GS算法迭代的大规模散斑眩光消除方案，称之为TAGS（TWo-stage matrix-assisted glare suppression）。
该方案可在直接强度测量条件下完成散斑传输特性的精准解析，进而实现大范围的散斑眩光消除。此外，该方案还巧妙地借助目标区域外随机生成的辅助传输矩阵来提高收敛准确性，使得该方案在实际应用中能够获得更高的鲁棒性。图（a）为双阶段GS消除方案示意图，图（b）为消除前的散斑图，图（c）为大范围散斑眩光消除后的图像。
图（a）TAGS方案的原理示意图，其中粉色迭代圆环代表经由第一阶段GS算法迭代的传输矩阵测量，蓝色迭代圆环代表第二阶段GS算法迭代获得可用于眩光消除的调制波前；（b）、（c）大范围散斑眩光消除实验结果
该文通讯作者之一沈乐成博士表示: “TAGS的优异特性使得我们可以大幅降低测量难度与计算复杂度，使得有限调控模式下的大规模散斑眩光消除成为可能。后续我们将基于该工作，进一步探索更加高效的基于传输特性解析的散斑眩光消除方法，开展多光谱的散斑眩光消除及成像应用。”
伍代轩
中山大学
主要研究方向：波前整形、单像素成像、计算成像以及超快成像
伍代轩，中山大学电子信息与工程学院光学工程专业博士研究生。研究方向主要为波前整形、单像素成像、计算成像以及超快成像，以第一作者在Nature Communications、Photonics Research、Optics Letters、Optics Express等期刊发表学术论文5篇。
沈乐成
中山大学
主要研究方向：散射介质中的光学成像与光场调控
沈乐成，中山大学副教授。主要研究方向为散射介质中的光学成像与光场调控。以第一/通讯作者在领域代表性刊物Nature Communications、Science Advances、Physical Review Letters、Optica、Photonics Research等期刊发表论文30余篇，并被 Nature Photonics、AIP Scilight等期刊进行研究亮点报道。主持国家自然科学基金“新型光场调控”重大研究计划培育项目、青年基金项目，担任《激光与光电子学进展》青年编委、《红外与激光工程》特邀专栏编辑。
李朝晖
中山大学
主要研究方向：光通信系统、光子集成芯片及智能光信号处理
李朝晖，中山大学教授。期从事光通信系统、光子集成芯片及智能光信号处理领域的研究工作。承担国家自然科学基金杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点项目和集成项目、国家重点研发计划“变革性技术关键科学问题”项目。担任中山大学-华为超快光信息处理联合实验室主任，连续10年承担或参与华为技术公司的联合研究项目，与华为技术公司联合申请发明专利20余项，其中美国/欧盟授权国际发明专利9项，研究成果获得广东省技术发明一等奖。发表SCI论文150余篇，研究成果被Nature Photonics和SPIE Newsroom报道。
1、Daniele Ancora, Lorenzo Dominici, Antonio Gianfrate, Paolo Cazzato, Milena De Giorgi, Dario Ballarini, Daniele Sanvitto, Luca Leuzzi. Speckle spatial correlations aiding optical transmission matrix retrieval: the smoothed Gerchberg–Saxton single-iteration algorithm[J]. Photonics Research, 2022, 10(10): 2349
2、Guoqiang Huang, Daixuan Wu, Jiawei Luo, Liang Lu, Fan Li, Yuecheng Shen, Zhaohui Li. Generalizing the Gerchberg–Saxton algorithm for retrieving complex optical transmission matrices[J]. Photonics Research, 2021, 9(1): 34
3、Wei Li, Bingjian Wang, Tengfei Wu, Feihu Xu, Xiaopeng Shao. Lensless imaging through thin scattering layers under broadband illumination[J]. Photonics Research, 2022, 10(11): 247
