在错综复杂的光世界中，穿越不均匀介质的旅程常常会导致空间、时间、光谱和偏振的扭曲。这些扭曲对光学操纵、成像和通信等应用不利，长期以来一直构成挑战。进入波前整形(WS)艺术——一种纠正线性光学中这些波弊病的有效工具。但这还不是全部。非线性增加了一种扭曲，在从生物传感到光疗等领域找到了用途。现在，将这些力量(非线性和WS)结合起来，为前所未有的控制打开了大门。

然而，大多数现有设置依赖于迭代反馈循环，消耗计算资源和时间。现在有一个更聪明的方法。据《AdvancedPhotonics》报道，上海交通大学(SJTU)的一个团队开发了一种散射矩阵(SM)方法，能够以最短的优化时间塑造光输出。另外，SM还可以深入了解散射介质的介观特征，揭示记忆效应和传输本征通道。

上海交通大学团队进一步深化了这一概念。他们破解了确定嵌入二次非线性的散射介质的SM的代码。他们的方法使用256x256SM尺寸，源自四相干涉测量。他们利用光学相位共轭将非线性信号引入重新聚焦的单点和双点，证明了其有效性。

想象一下，一场精心编排的光之舞——矩阵行的相位模式触发精确的非线性聚焦。结果?和频生成在感兴趣区域的多个点上跳舞，每个点都具有相当的强度和大约25的显着峰背景比。

但这只是开始。SM方法具有无与伦比的非线性散射光控制。研究人员展示了沿着预定义路径的逐点扫描，调整相位模式切换速度以微调扫描速度。他们的突破为高分辨率扫描显微镜和通过致密散射介质捕获粒子提供了途径。

通讯作者、上海先进光通信系统与网络国家重点实验室首席研究员陈先锋表示：“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。”

从本质上讲，这项工作重新构想了非线性散射。其影响涵盖非线性信号恢复、显微成像和通过散射介质进行跟踪，甚至深入研究复杂环境中量子信息处理的复杂领域。光操控的未来看起来异常光明。

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