Nylig har Joint Laboratory of High Power Laser Physics, Shanghai Institute of Optical Mechanics, Chinese Academy of Sciences (SIOM), gjort forskningsfremskritt innen enkeltskudd ultrarask kinetisk diagnose, og de relaterte forskningsresultatene er oppsummert som "Single-shot spatiotemporal plasmatetthetsdiagnose ved bruk av en vilkårlig tids-bølgelengde-enkoder". Forskningsresultatene ble publisert i Optics and Lasers in Engineering under tittelen "Single-shot spatiotemporal plasma density diagnosis using a arbitrary time-wavelength-encoded biprism interferometer".
Ultraraske dynamikkfenomener eksisterer mye innen fotokjemi, spintronikk, plasmafysikk, laserprosessering, etc. Ultrarask dynamikkdiagnostikk er et viktig verktøy for å visualisere utviklingsprosessen til ultraraske dynamikkfenomener, som kan brukes til å kvantitativt studere mekanismen til de ultraraske dynamikkene. evolusjonsprosessen, avsløre prinsippet om den ultraraske evolusjonsprosessen, og innse rollen til kvantitativ tilbakemelding i reguleringen av den ultraraske evolusjonsprosessen. Imidlertid er det vanskelig for dagens enkelt ultraraske dynamikkdiagnostiske teknikker å kombinere fordelene med høy spatiotemporal oppløsning, høy sekvensdybde, uavhengig justerbart tidsvindu og ikke behov for en referansearm.
I dette arbeidet foreslår forskerne det tidsmessige bølgelengdekodede biprisme-interferometeret (TWEBI), som er basert på prinsippet om å generere bølgelengdekodet probelys ved å kaskadere ikke-lineære krystaller med forskjellige fasetilpasningsvinkler, og realisere romlig bølgelengdemultipleksing ved å bruke to- dimensjonale diffraktive optikkelementer (DOE-er) og smalbåndspass-interferometriske filtre (IBPF), og bruk av plug-and-play biprisme-interferometre for å realisere skyggeopptaksmodusen og fasen On-demand veksling av skyggeopptaksmodus og fasemålingsmodus er realisert ved å bruke et plug-and-play biprisme interferometer. Eksperimentene ble utført på frontenden av den optiske parametriske kvitrende pulsforsterkningen til Shenlight II femtosecond digitale fliser, der TWEBI-enheten oppnådde en romlig oppløsning på 4 um, en tidsoppløsning på 200 fs, en sekvensdybde på 12 , en effektiv bildefrekvens på opptil 5 Tfps, og et vilkårlig justerbart tidsvindu fra sub-picoseconds til 1.86 ns. Skyggeopptak og densitometriske målinger av dynamikken til laserindusert luftfilamentering ble utført med TWEBI-enheten, og de relaterte eksperimentelle resultatene demonstrerte gjennomførbarheten av metoden. Dette arbeidet gir en potensiell løsning for diagnostisering av kompleks transient dynamikk, som vil hjelpe oss å forstå, regulere og anvende disse ultraraske fenomenene ytterligere.
Det relaterte arbeidet ble støttet av National Natural Science Foundation of China (NSFC), Foundation of Chinese Academy of Sciences (CAS), Foundation of Shanghai Science and Technology Commission (SSTC) og Foundation of the Ministry of Science and Technology .
Figur 1 (a) TWEBI eksperimentelt oppsett; (b) probe lysspektre; (c) probe lys-tidsdomene-amplitude- og fasekart; (d) romlig oppløsning av bildesystemet
Fig. 2 (a) Skyggekart over laserindusert luftfilamentering; (b) bølgelengdekart over sentrum av det subluminøse punktet; (c) fase- og amplitudekart over laserindusert filamentering; (d) rekonstruert plasmatetthetsfordeling
