散射成像技术因具备透过生物组织等散射介质后清晰成像的能力而受到广泛关注。近年来，基于散斑自相关的成像方法以其非接触、无需先验信息且能够单帧成像的特点得到迅速发展。然而，散斑自相关成像受光学记忆效应的限制。当多个目标之间的距离在记忆效应范围之外时，基于散斑自相关的成像方法会导致目标自相关信息在相关域发生混叠，导致成像严重退化。文中在光学记忆效应及散斑自相关成像基本原理的基础上，首先介绍了基于散斑自相关和与散斑相关成像有关的其他散射成像技术。接着介绍了拓展光学记忆效应的主要技术及相关应用。最后总结了基于散斑相关的宽视场成像技术目前存在的问题，并对未来的发展应用进行了展望。

光在透过散射介质后发生散射现象,在成像系统焦平面形成无序的随机散斑图像,因此人们无法直接观测到隐藏在散射介质后的目标的图像信息与光谱信息。利用基于光学记忆效应的散斑相关成像技术,可以实现透过散射介质的目标重建,但当前研究主要针对单波段照明条件下的图像信息恢复,而目标的光谱信息在成像过程中易丢失。提出采用快照式微滤光片阵列多光谱探测器进行多光谱散射成像的方案,通过实验得到宽谱氙灯光源照明条件下的穿透散射介质成像结果。提出了基于光学记忆效应的穿透散射介质目标多光谱信息重构方法,实现了对隐藏在散射介质之后的目标多光谱信息的探测成像。针对多光谱探测器所造成的成像质量差的问题,提出了利用自相关预处理方法提升穿透散射介质多光谱成像质量的方法。

在采用散斑自相关方法,对基于辅助参考物的赝热光透过散射介质成像过程进行数值模拟的基础上,讨论了当成像范围超出一个光学记忆效应时,重建目标的质量随之变差的情况。通过对处在不同子光学系统的目标物和参考物,不断改变其点扩散函数的相关度,来近似等效它们超出光学记忆效应范围的程度,得出能够容忍的相邻光学记忆效应范围最低的点扩散函数相关度,并分析了点扩散函数的相关度对重建目标像质量的影响。随着相邻光学子系统点扩散函数的相关度逐渐降低,成像效果也逐渐变差。当这一相关度值低于0.3839时,重构图像已无法用肉眼分辨。对于同一相关度的点扩散函数,其空间分布函数并不影响成像效果的变化。同时,在相邻散斑相互叠加形成叠加散斑的过程中,叠加面积与模拟成像效果呈正比关系,即随着散斑叠加面积的减少,成像效果逐渐变差。

概述了光存储技术的发展历史和现状, 分析了在大数据时代光盘的作用和存在的意义。面对传统光盘容量低、速度慢等问题, 介绍了能够妥善解决此问题的光盘库技术。最后介绍了可替代传统光盘的全息光存储技术。其中, 同轴全息光存储既可与传统光盘相兼容, 又可作为大数据高密度高速率长期保存的解决方案。

以Hopkins光盘标量衍射理论为基础，建立了生物光盘系统理论分析模型，根据生物光盘的工作特点，研究了光学系统参数、传感单元尺寸参数对系统输出信号的影响。计算结果表明，为实现较高的传感灵敏度，理想情况下聚焦光斑直径与方形传感单元最佳长、宽的匹配关系需满足1∶0566 5。选取数值孔径NA=0.07，高斯参数σ最佳取值为0.7，此时矩形传感单元最佳尺寸为4.3 μm×4.3 μm，并给出了理想情况下输出光功率最小值P0与传感单元高度的线性关系。

光学并行高速缓冲存储列阵和随机暂存列阵,是数字光学处理机中的重要部件。本文提出了一种简单的光学并行高速缓冲存储列阵系统,并在实验中完成了光信号列阵的随机存、取全过程。