关联成像,又称为鬼成像,是一种非定域光学成像技术。光源发出具有空间关联的两束光,分别使其通过两个不同的光学路径:待成像物体放置在其中某一光路上,即物臂,物体的透射或反射光利用一个只记录光场强度信息而无法进行空间分辨的桶探测器收集;另一个光学路径上不包含任何待成像物体,即参考臂,光束自由传播一定距离后用CCD或点探测器进行空间扫描探测,在两个探测器的符合计数或强度关联计算下就可在不包含物体的光路上呈现出待测物体的像。本文着眼于关联成像的实际应用,对部分相干光远距离关联成像的性质以及大气湍流对部分相干光关联成像的影响进行了探究。本文主要包括以下五个部分:第一章简单介绍了关联成像的基本概念,之后从HBT实验入手,引入二阶强度关联,进而回顾了关联成像的发展历史和现状。最后,将一般成像与关联成像进行了对比。第二章简单介绍了量子纠缠光关联成像、热光关联成像以及关联成像的应用。在关联成像的应用中介绍了反射式关联成像、通过大气湍流的关联成像和关联成像雷达。第三章研究了基于部分相干光远距离关联成像的性质。在广义惠更斯-菲涅耳积分与光场相干理论的基础上,推导了横向归一化二阶强度涨落关联函数。然后根据推导出的关联函数进行数值计算,通过数值模拟探究了系统的成像性能。我们发现大的物透镜和小的光源横向相干长度有利于获得高分辨率的图像,并且成像的放大率只取决于传播距离,与其它参数无关。与无透镜关联成像相比,成像分辨率与光源尺寸无关,只影响成像系统在物平面内的视场大小。第四章研究了大气湍流对部分相干光关联成像的影响。通过利用广义惠更斯-菲涅耳积分以及对大气湍流结构函数的二次近似,得到了光场在大气湍流中的二阶强度关联函数。通过数值模拟研究了大气湍流、传播距离和光源的相关参数对成像可见度和分辨率的影响。结果表明,成像质量不仅受传输距离的影响,也受湍流强度的影响,而且光源相干长度也影响关联成像的分辨率和可见度。此外,物体与收集透镜路径上的湍流对成像质量不产生任何影响。在此成像系统中,物体可以远离参考系统与收集系统,因此更适用于通过大气湍流的远距离探测。第五章是对本文的总结与展望。