强散射介质对于清晰的成像来说是不利的。传统的方法是通过后处理技术来增强被遮挡物体的弹道部分，然而，如果散介质足够强的情况下，就算有后处理技术也是没用的。所以急需一种可靠的技术来增强散射介质中的成像。研究内容：作者提出了一种光学元图像处理器(MIP)，定制了成像系统的散射点扩散函数，这个处理器执行拉普拉斯和高斯运算，或者说集成了两种运算，拉普拉斯算法主要是增强物体边缘信息，提高对比度，而高斯算法的作用是降低背景噪声，这是MIP能够有效提高散射介质的成像质量的原因。MIP由硅基底上的HSQ椭圆柱超表面，转动椭圆柱和变化长轴的长度就能分别控制几何相位0-2π和振幅0-1的覆盖。构成实验内容1：用脂肪乳剂溶液模拟强散射环境，然后用633nm激光照射目标，分别在有MIP和没装MIP两种情况下拍图像，对比不同光学厚OT下的成像效果。没装MIP时，OT等于13.65时目标就模糊了，而装 MIP后，即使在OT=15.93仍能看清目标细节，表明了MIP能提升强散射环境下的成像质量。实验内容2：用眼模型模拟人体眼部环境，往模型里注入脂肪乳剂溶液来模拟白内障，然后用488nm激光激发眼底血管的荧光信号，也是分别在有MIP和没有MIP的情况下拍眼底血管图像，当没装MIP时，血管模糊、细微分支看不清；当装MIP后，血管对比度明显提高，细微分支能清晰识别。创新点：首次在单一超表面器件中实现了拉普拉斯算法与高斯算法的协同光学运算，将强散射环境下的成像深度从传统方案的光学厚度13.65提升至15.93，叠加后处理技术后进一步突破至17.05，这一深度远超现有文献报道的所有方案。启发：MIP 有望直接应用到眼科诊断中，超表面也可以往生物医疗方向发展。
文献来源:Nature Communications | (2025) 16:9732作者：Haowen Liang 1,2,5, Weiyong Ye1,5,MoqiaoGao1,LibangChen3,Yikun Liu3,Jiahui Wang1,JuntaoLi1,2,Jin Yuan4 &Xue-Hua Wang1,2
报告人：林荣培
