Nyligen har Joint Laboratory of High Power Laser Physics, Shanghai Institute of Optical Mechanics, Chinese Academy of Sciences (SIOM), gjort forskningsframsteg inom ultrasnabb kinetisk diagnos av ett skott, och de relaterade forskningsresultaten sammanfattas som "Single-shot spatiotemporal plasmadensitetsdiagnos med hjälp av en godtycklig tids-våglängdskodare". Forskningsresultaten publicerades i Optics and Lasers in Engineering under titeln "Single-shot spatiotemporal plasma density diagnosis using an arbitrary time-wavelength-encoded biprism interferometer".
Ultrasnabba dynamikfenomen existerar brett inom områdena fotokemi, spintronik, plasmafysik, laserbehandling, etc. Ultrasnabb dynamikdiagnostik är ett viktigt verktyg för att visualisera evolutionsprocessen för ultrasnabbdynamikfenomen, som kan användas för att kvantitativt studera mekanismen för den ultrasnabba dynamikfenomenen. evolutionsprocessen, avslöja principen för den ultrasnabba evolutionsprocessen och inse rollen av kvantitativ feedback i regleringen av den ultrasnabba evolutionsprocessen. Det är dock svårt för de nuvarande diagnostiska teknikerna för enstaka ultrasnabb dynamik att samtidigt kombinera fördelarna med hög spatiotemporal upplösning, högt sekvensdjup, oberoende justerbart tidsfönster och inget behov av en referensarm.
I detta arbete föreslår forskarna den temporala våglängdskodade biprisma interferometern (TWEBI), som är baserad på principen att generera våglängdskodat sondljus genom att kaskadkoppla ickelinjära kristaller med olika fasmatchande vinklar, förverkliga rumslig våglängdsmultiplexering genom att använda två- dimensionella diffraktiva optiska element (DOE) och narrow-bandpass interferometric filter (IBPF), och använda plug-and-play biprisma interferometrar för att realisera skugginspelningsläget och fasbytet On-demand av skugginspelningsläget och fasmätningsläget realiseras med hjälp av en plug-and-play biprisma interferometer. Experimenten utfördes på fronten av den optiska parametriska chirped pulsförstärkningen av Shenlight II femtosekund digitala plattor, där TWEBI-enheten uppnådde en rumslig upplösning på 4 um, en tidsupplösning på 200 fs, ett sekvensdjup på 12 , en effektiv bildhastighet på upp till 5 Tfps och ett godtyckligt justerbart tidsfönster från sub-picoseconds till 1.86 ns. Skugginspelningar och densitometriska mätningar av dynamiken i laserinducerad luftfilamentering utfördes med TWEBI-enheten, och de relaterade experimentella resultaten visade metodens genomförbarhet. Detta arbete ger en potentiell lösning för att diagnostisera komplex transient dynamik, vilket kommer att hjälpa oss att ytterligare förstå, reglera och tillämpa dessa ultrasnabba fenomen.
Det relaterade arbetet stöddes av National Natural Science Foundation of China (NSFC), Foundation of Chinese Academy of Sciences (CAS), Foundation of Shanghai Science and Technology Commission (SSTC) och Foundation of the Ministry of Science and Technology .
Figur 1 (a) TWEBI-experimentuppställning; (b) sondljusspektra; (c) sondljus-tidsdomänamplitud- och faskartor; (d) rumslig upplösning av avbildningssystemet
Fig. 2 (a) Skuggkarta över laserinducerad luftfilamentering; (b) våglängdskarta över mitten av den subluminösa fläcken. (c) fas- och amplitudkarta över laserinducerad filamentering; (d) rekonstruerad plasmadensitetsfördelning
