Společná laboratoř fyziky vysokovýkonných laserů, Šanghajský institut optické mechaniky, Čínská akademie věd (SIOM), nedávno pokročila ve výzkumu v oblasti jednorázové ultrarychlé kinetické diagnostiky a související výsledky výzkumu jsou shrnuty jako „Single-shot spatiotemporal diagnostika hustoty plazmy pomocí libovolného kodéru časové vlnové délky“. Výsledky výzkumu byly publikovány v Optics and Lasers in Engineering pod názvem "Jednorázová časoprostorová diagnostika hustoty plazmatu pomocí libovolného biprizmového interferometru kódovaného v časové vlnové délce".
Jevy ultrarychlé dynamiky existují široce v oblastech fotochemie, spintroniky, fyziky plazmatu, laserového zpracování atd. Diagnostika ultrarychlé dynamiky je důležitým nástrojem pro vizualizaci evolučního procesu ultrarychlých dynamických jevů, který lze použít ke kvantitativnímu studiu mechanismu ultrarychlých evoluční proces, odhalit princip procesu ultrarychlé evoluce a uvědomit si roli kvantitativní zpětné vazby v regulaci procesu ultrarychlé evoluce. Pro současné jednoduché diagnostické techniky ultrarychlé dynamiky je však obtížné současně kombinovat výhody vysokého časoprostorového rozlišení, vysoké hloubky sekvence, nezávisle nastavitelného časového okna a bez potřeby referenčního ramene.
V této práci výzkumníci navrhují biprismový interferometr kódovaný dočasnými vlnovými délkami (TWEBI), který je založen na principu generování světla sondy kódovaného vlnovou délkou kaskádováním nelineárních krystalů s různými úhly fázového přizpůsobení, realizující prostorové multiplexování vlnových délek pomocí dvou dimenzionální difrakční optické prvky (DOE) a úzkopásmové interferometrické filtry (IBPF) a využívající plug-and-play biprismové interferometry k realizaci režimu stínového záznamu a fáze Přepínání režimu záznamu stínu a režimu měření fáze na vyžádání je realizováno pomocí plug-and-play biprismatický interferometr. Experimenty byly prováděny na přední části optického parametrického cvrlikání pulzního zesílení femtosekundových digitálních dlaždic Shenlight II, ve kterých zařízení TWEBI dosáhlo prostorového rozlišení 4 um, časového rozlišení 200 fs, hloubky sekvence 12 , efektivní snímková frekvence až 5 Tfps a libovolně nastavitelné časové okno od subpikosekund do 1.86 ns. Stínové záznamy a denzitometrická měření dynamiky laserem indukované vzduchové filamentace byly prováděny zařízením TWEBI a související experimentální výsledky prokázaly proveditelnost metody. Tato práce poskytuje potenciální řešení pro diagnostiku komplexní přechodové dynamiky, které nám pomůže dále porozumět, regulovat a aplikovat tyto ultrarychlé jevy.
Související práci podpořila Národní nadace pro přírodní vědy Číny (NSFC), Nadace Čínské akademie věd (CAS), Nadace Šanghajské komise pro vědu a technologii (SSTC) a Nadace Ministerstva vědy a technologie .
Obrázek 1 (a) experimentální uspořádání TWEBI; (b) světelná spektra sondy; (c) mapy amplitudy a fáze světla v časové oblasti; d) prostorové rozlišení zobrazovacího systému
Obr. 2 (a) Stínová mapa laserem indukované vzduchové filamentace; (b) mapa vlnových délek středu podsvětelné skvrny; (c) mapa fáze a amplitudy laserem indukované filamentace; (d) rekonstruovaná distribuce hustoty plazmatu
