[拼音]：sanban

[外文]：speckle

也称斑纹。自1960年激光器问世后不久，人们就观察到了一种现象：被激光照明的物体，其表面呈现颗粒状结构。这种颗粒状态被取名为“激光散斑”。这种强度随机分布的散斑图样，可以由激光在粗糙表面反射或激光通过不均匀媒质时产生。因为大多数物体表面对光波的波长（以氦氖激光器为例，λ≈0.6μm）来讲是粗糙的，由于激光的高度相干性，当光波从物体表面反射时（图1）， 物体上各点到适当距离的观察点的振动是相干的。因此观察点的光场是由粗糙表面上各点发出的相干子波的叠加。因为粗糙度大于光波波长，所以物体各点发出子波到达观察点的位相是随机分布的。相干叠加结果就产生了散斑的随机强度图样──颗粒状。显然，这种随机强度分布图样可用统计方法来描述。

从牛顿时代起一些科学家就观察到散斑现象。I.牛顿在当时就解释过为什么能观察到恒星的闪烁现象而观察不到行星的类似现象。现在人们知道这两类星体的空间相干性是不同的。1877年K.埃克斯纳研究散射光干涉现象时，在夫琅和费衍射亮环内观察到辐射颗粒状散斑图样，这种辐射状是光源单色性不够引起的。1914年M.von劳厄发表的夫琅和费照片更清楚地显示了辐射颗粒状结构，并讨论了它的统计特性。

但是对散斑现象作大量深入的研究，以及开辟日益广泛的应用，还是在激光器出现之后。激光器是散斑研究和应用的理想相干光源。人们对散斑的统计性质进行了深入的研究，包括相干和部分相干、偏振和部分偏振等情况。因为散斑图样对相干成像系统来讲，是一种很讨厌的相干“噪声”，它限制了成像系统的分辨率。为此人们曾致力于把散斑效应减至小的研究，但是进展不大。相反，近年来在利用散斑的特点应用于各个领域却取得了不少进展。

它为非镜面反射物体提供了一种高灵敏度测量方法。利用散斑图样可以测量物体的位移、振动和形变，成为无损检验的重要手段之一。它的优点是可以调节散斑大小以适应检测器（胶片、电视等）的分辨率而并不降低精度。利用散斑的统计性质可以测量物体表面粗糙度，假若表面均方根粗糙度小于照明光波的波长，则粗糙度可由散斑的反衬度来测定。

用散斑图样可对图像信息进行编码和解码、图像相减、反衬度翻转等。图2为不同时刻的两张地球资源卫星照片（上、中）以及用散斑调制得到的相减图像（下），显示了两时刻的差别。

由于大气扰动，在长时间曝光下望远镜得到的星体像的分辨本领远低于望远镜的衍射极限。例如一个5米直径望远镜的衍射极限约0.02角秒，而在长曝光时间下的分辨率只有1角秒。在短曝光时间下（约10-2秒），发现在星体的像上有类似散斑的结构。散斑的大小与望远镜的爱里斑的大小同数量级。以双星为例，每个星都产生相同的散斑图样，由于双星之间角距离，会使两个完全相同的散斑图样在空间有一小位移，从而出现类似杨氏干涉的周期条纹。利用这种条纹信息可求得双星的角距离。推广此方法可望得到星体的图像。

参考书目

J.C.丹蒂编，黄乐天等译：《激光斑纹及有关现象》，科学出版社，北京，1981。(J. C. Dainty， ed.，Laser Speckle and Related Phenomena， Springer-Verlag， Berlin， 1977.)

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