近日,物理与光电工程学院物理学系麦文杰教授团队指导的硕士研究生彭政、吕一博在物理学期刊《Laser Photonics Reviews(LPR)》上发表了题为“Achieving Full Field-of-view Single-Detector Imaging with Scattering Medium and Triple-Cation Perovskite Photodetectors”的研究论文。团队成功首先构建了一种低暗电流弱光敏感的高稳定三阳离子钙钛矿光电探测器,利用散射介质透镜效应创新性地解决了传统成像技术中因孔径障碍物导致的视场受限难题,实现了“全视场”的图像重构。彭政、吕一博为本论文第一作者,赵传熙副教授和付勇老师作为本文的共同通讯作者,暨南大学作为唯一研究单位。

图1.文章标题页截图
在成像光路中引入障碍物会严重遮挡光线,导致传统相机只能捕捉到狭窄视角内的信息。为突破这一瓶颈,研究团队巧妙利用磨砂玻璃作为散射介质,构建了“散射透镜”效应。通过结合傅里叶单探测器成像(FSI)技术与物理驱动的散射矩阵反演算法,系统能够捕捉并解析经障碍物和散射介质折射的光线,从而恢复被遮挡的场景细节。

图2.透散射介质的全景计算成像
实验结果表明,当散射介质紧贴障碍物放置时,成像视场角可从受限状态完全恢复至无障碍物水平(直径约107 mm),重构图像的结构相似性指数(SSIM)高达0.98。此外,团队自主研发的TCP光电探测器具备超低噪声(2.26×10⁻¹³ A Hz⁻¹/²)和高开关比(1.58×10⁷),为弱光环境下的高质量成像提供了核心硬件支撑。该技术有望在医疗内窥、安防监控及自动驾驶等领域发挥重要作用。
麦文杰教授团队始终坚持“兴趣驱动、因材施教,构建多元化创新人才”的培养模式,鼓励学生开展原创性的研究工作;在物理系“思源创新人才培养计划”的支持下,近年来已有多名本科生在挑战杯国赛、省赛等各级大赛中获奖。多名本科生以第一作者的身份发表高水平研究成果,被保送至北京大学、中科院物理所、中山大学、厦门大学等国内高校及科研院所。
图文:彭政、吕一博
校对:陈科球
初审:黄晶晶
终审:幸江涛