Недавно Объединенная лаборатория физики мощных лазеров Шанхайского института оптической механики Китайской академии наук (SIOM) добилась прогресса в исследованиях в области однократной сверхбыстрой кинетической диагностики, а соответствующие результаты исследований обобщены как «Однократная пространственно-временная диагностика». Диагностика плотности плазмы с использованием кодировщика произвольной длины волны». Результаты исследования были опубликованы в журнале «Оптика и лазеры в технике» под заголовком «Однократная пространственно-временная диагностика плотности плазмы с использованием бипризменного интерферометра с произвольным временным кодированием длины волны».
Явления сверхбыстрой динамики широко существуют в области фотохимии, спинтроники, физики плазмы, лазерной обработки и т. д. Диагностика сверхбыстрой динамики является важным инструментом для визуализации процесса эволюции явлений сверхбыстрой динамики, который можно использовать для количественного изучения механизма сверхбыстрой динамики. процесс эволюции, раскрыть принцип сверхбыстрого процесса эволюции и осознать роль количественной обратной связи в регулировании процесса сверхбыстрой эволюции. Однако современным методам диагностики сверхбыстрой динамики сложно одновременно сочетать преимущества высокого пространственно-временного разрешения, высокой глубины последовательности, независимо регулируемого временного окна и отсутствия необходимости в эталонном плече.
В этой работе исследователи предлагают временной бипризменный интерферометр с кодированием по длине волны (TWEBI), который основан на принципе генерации пробного света с кодированием по длине волны путем каскадирования нелинейных кристаллов с разными углами синхронизма, реализуя пространственное мультиплексирование длин волн с помощью двух- элементы размерной дифракционной оптики (DOE) и узкополосные интерферометрические фильтры (IBPF), а также использование готовых к использованию бипризменных интерферометров для реализации режима теневой записи и фазы. Переключение по требованию режима теневой записи и режима измерения фазы осуществляется с помощью готовый к использованию бипризменный интерферометр. Эксперименты проводились на входе оптического параметрического чирпированного усиления импульсов фемтосекундных цифровых тайлов Shenlight II, в котором устройство TWEBI достигало пространственного разрешения 4 мкм, временного разрешения 200 фс, глубины последовательности 12 , эффективная частота кадров до 5 Тф/с и произвольно настраиваемое временное окно от субпикосекунд до 1.86 нс. Теневые записи и денситометрические измерения динамики лазерно-индуцированной филаментации воздуха были выполнены с помощью устройства TWEBI, и соответствующие экспериментальные результаты продемонстрировали осуществимость метода. Эта работа предоставляет потенциальное решение для диагностики сложной переходной динамики, которое поможет нам лучше понимать, регулировать и применять эти сверхбыстрые явления.
Соответствующая работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (NSFC), Фондом Китайской академии наук (CAS), Фондом Шанхайской комиссии по науке и технологиям (SSTC) и Фондом Министерства науки и технологий. .
Рисунок 1 (а) Экспериментальная установка TWEBI; (б) спектры зондирующего света; (c) карты амплитуды и фазы зондирующего света во временной области; (г) пространственное разрешение системы визуализации
Рис. 2 (а) Теневая карта лазерно-индуцированной филаментации воздуха; (б) карта длин волн центра субсветящегося пятна; (в) фазовая и амплитудная карта лазерно-индуцированной филаментации; (г) восстановленное распределение плотности плазмы
