Kürzlich hat das Joint Laboratory of High Power Laser Physics, Shanghai Institute of Optical Mechanics, Chinese Academy of Sciences (SIOM), Forschungsfortschritte bei der Single-Shot-Diagnose der ultraschnellen Kinetik erzielt, und die damit verbundenen Forschungsergebnisse werden als „Single-Shot spatiotemporal“ zusammengefasst Plasmadichtediagnose unter Verwendung eines beliebigen Zeit-Wellenlängen-Encoders“. Die Forschungsergebnisse wurden in Optics and Lasers in Engineering unter dem Titel „Single-Shot Spatiotemporal Plasma Density Diagnostic Using an Arbitrary Time-Wavelength-Encoded Biprism Interferometer“ veröffentlicht.
Ultraschnelle Dynamikphänomene sind in den Bereichen Photochemie, Spintronik, Plasmaphysik, Laserbearbeitung usw. weit verbreitet. Die Ultrakurzzeitdynamikdiagnostik ist ein wichtiges Instrument zur Visualisierung des Entwicklungsprozesses ultraschneller Dynamikphänomene, das zur quantitativen Untersuchung des Mechanismus der Ultraschnelldynamik verwendet werden kann Evolutionsprozess, enthüllen Sie das Prinzip des ultraschnellen Evolutionsprozesses und erkennen Sie die Rolle der quantitativen Rückkopplung bei der Regulierung des ultraschnellen Evolutionsprozesses. Allerdings ist es für die aktuellen Einzeldiagnosetechniken mit ultraschneller Dynamik schwierig, gleichzeitig die Vorteile einer hohen räumlich-zeitlichen Auflösung, einer hohen Sequenztiefe, eines unabhängig einstellbaren Zeitfensters und des Verzichts auf einen Referenzarm zu kombinieren.
In dieser Arbeit schlagen die Forscher das temporale wellenlängenkodierte Biprisma-Interferometer (TWEBI) vor, das auf dem Prinzip der Erzeugung von wellenlängenkodiertem Sondenlicht durch Kaskadierung nichtlinearer Kristalle mit unterschiedlichen Phasenanpassungswinkeln basiert und ein räumliches Wellenlängenmultiplexing durch die Verwendung von zwei realisiert. dimensionale diffraktive optische Elemente (DOEs) und interferometrische Schmalbandpassfilter (IBPFs) sowie die Verwendung von Plug-and-Play-Biprismen-Interferometern zur Realisierung des Schattenaufzeichnungsmodus und der Phase. Die bedarfsgesteuerte Umschaltung des Schattenaufzeichnungsmodus und des Phasenmessmodus wird mithilfe realisiert ein Plug-and-Play-Biprisma-Interferometer. Die Experimente wurden am Frontend der optischen parametrischen Chirped-Pulsverstärkung der digitalen Femtosekundenkacheln von Shenlight II durchgeführt, wobei das TWEBI-Gerät eine räumliche Auflösung von 4 µm, eine zeitliche Auflösung von 200 fs und eine Sequenztiefe von 12 erreichte , eine effektive Bildrate von bis zu 5 Tfps und ein beliebig einstellbares Zeitfenster von Sub-Pikosekunden bis 1,86 ns. Mit dem TWEBI-Gerät wurden Schattenaufnahmen und densitometrische Messungen der Dynamik der laserinduzierten Luftfilamentierung durchgeführt, und die damit verbundenen experimentellen Ergebnisse zeigten die Machbarkeit der Methode. Diese Arbeit bietet eine mögliche Lösung für die Diagnose komplexer transienter Dynamiken, die uns helfen wird, diese ultraschnellen Phänomene besser zu verstehen, zu regulieren und anzuwenden.
Die entsprechende Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (NSFC), der Foundation of Chinese Academy of Sciences (CAS), der Foundation of Shanghai Science and Technology Commission (SSTC) und der Foundation of the Ministry of Science and Technology unterstützt .
Abbildung 1 (a) TWEBI-Versuchsaufbau; (b) Sondenlichtspektren; (c) Zeitbereichsamplituden- und Phasenkarten des Sondenlichts; (d) räumliche Auflösung des Bildgebungssystems
Abb. 2 (a) Schattenkarte der laserinduzierten Luftfilamentierung; (b) Wellenlängenkarte des Zentrums des subluminösen Flecks; (c) Phasen- und Amplitudenkarte der laserinduzierten Filamentierung; (d) rekonstruierte Plasmadichteverteilung
