激光法克服无序介质传输

无序的结构，如混浊的玻璃板，改变了光的路径，使人们很难获得准确的信息背后的物体

但是TU Wien和Utrecht 大学开发的一个数学程序确可以实现高度精确的测量（由TU Wien提供）

  “你总是想达到最好的测量精度——这是所有自然科学的核心要素，” TU Wien的Stefan Rotter说。“举个例子，让我们想想巨大的LIGO设施，它被用来探测引力波。在那里，你把激光束发射到一面镜子上，激光和镜子之间距离的变化可以非常精确地测量。”

  由于超高真空环境，光的传播不受干扰，使其测量可以实现高精度。

  Utrecht 大学的AllardMosk说：“让我们想象一下，一块玻璃板不是完全透明的，但是粗糙而没有抛光，就像浴室的窗户一样。”。“光可以通过，但不是直线。光波被改变和散射，因此我们无法用肉眼准确地看到窗户另一边的物体。”

  研究人员确定，通过确定光束所发生的具体变化，他们就可以在本质上扭转局面，创造出一种复杂的波型，然后由光束所经过的无序介质将其转化为所需的形状。

  “要做到这一点，你甚至不需要知道到底是什么干扰，”  Dorian Bouchet,说，文章的第一作者。“首先通过系统发送一组试验波，研究它们是如何被系统改变的，就足够了。”

  研究人员共同开发了一个数学程序，可以用来计算基于测试数据的最佳波。

   Bouchet 说：“你可以证明，在各种测量中，有一些特定的波传递了最多的信息，例如，某个物体所处的空间坐标。”

  Utrecht大学的科学家们用浑浊的玻璃板测试了这项技术，这种玻璃板与浴室窗户的玻璃板相似。在描述介质的散射行为时，研究人员能够通过计算出最佳波来分析玻璃后面的物体，并最终获得精确到纳米范围的信息。

  为了测试这项技术的局限性，研究人员显著减少了光子的数量。他们发现这项技术仍然能够取得准确的结果。

  Mosk 说：“我们发现，我们的方法的精度只受到所谓的量子噪声的限制。”。“这种噪音是由于光是由光子组成的，对此我们无能为力。但在量子物理学允许我们对相干激光束所做的限制范围内，我们实际上可以计算出最佳的波来测量不同的东西——不仅是物体的位置，还有物体的运动或旋转方向。”

  这项工作发表在Nature Physics