基于离轴散射强度散斑图案的激光束成像

我们研究了通过测量泊松云小颗粒离轴散射光强度来进行激光束定位（成像）的逆问题。从波动方程出发，我们分析了散射强度的微观相干性，并表明可以根据一组 CCD 相机捕获的散斑图案来确定激光束。当颗粒相对于波长很小或很大时，两组相机即可满足要求。对于一般颗粒尺寸，使用两组相机进行激光定位的精度取决于对云散射特性的了解。然而，三组或更多组相机能够实现精确定位，且对云中颗粒的类型、尺寸、形状和浓度的不确定性具有鲁棒性。我们提出了一种新颖的激光束定位算法，并在与海洋大气中高能激光成像应用相关的机制下给出了一些数值示例。