光可以在多个自由度(例如空间,时间,波长,振幅,相位和极化)中并行处理和处理信息。因此,在过去的几十年中,它一直是信息观察,传输和汇编的重要工具。光学技术是必不可少的,从跟踪天文学的恒星轨迹到观察生物医学细胞的微观结构。但是,如果光在散射环境中传播,例如无序的材料,生物组织和多模纤维(MMFS),则折射率的不均匀分布将为携带的信息增加随机扭曲。1 - 3这种现象显着恶化了传统光学技术的性能。生物医学尤其受到影响。高分辨率成像和高精度激光疗法通常依赖弹道光子或quasiballistic光子4 - 6
摘要。由于介质不均匀性而导致的波(例如光)的散射在物理学中普遍存在,并且被认为对许多应用有害。波前整形技术是一种强大的工具,可以消除散射并通过非均匀介质聚焦光,这对于光学成像、通信、治疗等至关重要。基于散射矩阵 (SM) 的波前整形在处理线性区域中的动态过程中非常有用。然而,在非线性介质中控制光的这种方法的实现仍然是一个挑战,至今尚未被探索。我们报告了一种确定具有二阶非线性的非线性散射介质的 SM 的方法。我们通过实验证明了其在波前控制中的可行性,并通过强散射二次介质实现了非线性信号的聚焦。此外,我们表明该 SM 的统计特性仍然遵循随机矩阵理论。非线性散射介质的散射矩阵方法为非线性信号恢复、非线性成像、微观物体跟踪和复杂环境量子信息处理开辟了道路。