研究人员开发了一种无失真操纵结构光的方法

光的许多特性使其能够被操纵并用于从非常敏感的测量到通信和询问物体的智能方式的应用。一个引人注目的自由度是被称为结构光的空间模式，它可以类似于甜甜圈和花瓣等形状。例如，具有不同数量花瓣的图案可以代表字母表中的字母，当从另一边观察时，可以传递信息

不幸的是，使这些图案对测量敏感的因素也使它们容易受到不必要的环境因素的影响，如空气湍流、光学畸变、应力纤维或生物组织自己“构图”并扭曲结构。在这里，失真的模式可能会恶化到输出模式看起来与输入完全不同的程度，从而使其无效

纠正这种情况的传统方法需要重新施加相同的失真——这可以采取测量失真并在光束中施加反向或反向失真，然后将其重新发送到像差中，从而使其在这个过程中“自行消除”

在南非和意大利的合作中，研究人员现在表明，通过简单地将来自嘈杂环境的畸变光与另一束经历相同像差的非结构化光束配对，就可以将其校正为与以前相同。利用一系列光学畸变，他们表明，将它们一起传递到非线性晶体中，自然会产生光校正光，即使是对于使初始结构无法识别的非常复杂的像差形式

正如《高级光子》杂志所报道的那样，研究人员通过利用一种称为差频产生的过程实现了这一点，在这种过程中，两束光被发送到一种特殊类型的材料（称为非线性晶体）中，产生另一束具有两种输入特性的光束。最确切地说，输出像差是两个输入像差的差，因此如果它们相同，那么光可以校正光——具有无像差的晶体后输出

这项工作的一个令人兴奋的方面是，校正是自动的，并随着信号传播，因此可以实时校正图案化的光，而不需要知道干扰是什么，也不需要通过其他更复杂的步骤重新应用相同的像差。这就形成了一个现成而紧凑的解决方案，可以集成到使用这些结构的系统中，用于从通信到成像和光学捕获的各种应用

作为该过程的副产品，还具有使用不同波长进行通信和检测的额外优势；例如，以眼睛安全的波长发送信息，或者以穿透波长询问生物样本，同时以技术成熟的波长进行检测