Πρόσφατα, το Κοινό Εργαστήριο Φυσικής Λέιζερ Υψηλής Ισχύος, Ινστιτούτο Οπτικής Μηχανικής της Σαγκάης, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών (SIOM), σημείωσε ερευνητική πρόοδο στην υπερταχεία κινητική διάγνωση μίας βολής και τα σχετικά ερευνητικά αποτελέσματα συνοψίζονται ως "Χωροχρονικά με μία λήψη διάγνωση πυκνότητας πλάσματος χρησιμοποιώντας έναν αυθαίρετο κωδικοποιητή χρονικού μήκους κύματος». Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο Optics and Lasers in Engineering υπό τον τίτλο "Single-shot spatiotemporal plasma density diagnostics using a arbitrary time-wavelth-encoded biprism interferometer".
Τα υπερταχεία δυναμικά φαινόμενα υπάρχουν ευρέως στους τομείς της φωτοχημείας, της σπιντρονικής, της φυσικής πλάσματος, της επεξεργασίας λέιζερ κ.λπ. Η διάγνωση υπερταχείας δυναμικής είναι ένα σημαντικό εργαλείο για την οπτικοποίηση της διαδικασίας εξέλιξης των φαινομένων υπερταχείας δυναμικής, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ποσοτική μελέτη του μηχανισμού της υπερταχείας διαδικασία εξέλιξης, αποκαλύψτε την αρχή της διαδικασίας υπερταχείας εξέλιξης και συνειδητοποιήστε το ρόλο της ποσοτικής ανάδρασης στη ρύθμιση της διαδικασίας υπερταχείας εξέλιξης. Ωστόσο, είναι δύσκολο για τις τρέχουσες τεχνικές διάγνωσης απλής υπερταχείας δυναμικής να συνδυάζουν ταυτόχρονα τα πλεονεκτήματα της υψηλής χωροχρονικής ανάλυσης, του υψηλού βάθους ακολουθίας, του ανεξάρτητα ρυθμιζόμενου χρονικού παραθύρου και της μη ανάγκης για βραχίονα αναφοράς.
Σε αυτή την εργασία, οι ερευνητές προτείνουν το συμβολόμετρο διπρισμού με κωδικοποίηση χρονικού μήκους κύματος (TWEBI), το οποίο βασίζεται στην αρχή της δημιουργίας φωτός ανιχνευτή κωδικοποιημένου μήκους κύματος με κλιμακωτούς μη γραμμικούς κρυστάλλους με διαφορετικές γωνίες αντιστοίχισης φάσης, πραγματοποιώντας χωρική πολυπλεξία μήκους κύματος χρησιμοποιώντας δύο διαστασιακά διαθλαστικά οπτικά στοιχεία (DOEs) και παρεμβολομετρικά φίλτρα στενής ζώνης (IBPF) και χρήση συμβολόμετρων διπρισμού plug-and-play για την πραγματοποίηση της λειτουργίας εγγραφής σκίασης και της αλλαγής φάσης κατ' απαίτηση του τρόπου εγγραφής σκιάς και του τρόπου μέτρησης φάσης πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ένα παρεμβολόμετρο διπρισμού plug-and-play. Τα πειράματα διεξήχθησαν στο μπροστινό μέρος της οπτικής παραμετρικής ενίσχυσης κελαηδίσματος παλμών των ψηφιακών πλακιδίων Femtosecond Shenlight II, στα οποία η συσκευή TWEBI πέτυχε χωρική ανάλυση 4 um, χρονική ανάλυση 200 fs, βάθος ακολουθίας 12 , έναν αποτελεσματικό ρυθμό καρέ έως και 5 Tfps και ένα αυθαίρετα ρυθμιζόμενο χρονικό παράθυρο από υποπικοδευτερόλεπτα έως 1.86 ns. Οι σκιώδεις καταγραφές και οι πυκνομετρικές μετρήσεις της δυναμικής της επαγόμενης από λέιζερ νηματοποίησης αέρα πραγματοποιήθηκαν με τη συσκευή TWEBI και τα σχετικά πειραματικά αποτελέσματα κατέδειξαν τη σκοπιμότητα της μεθόδου. Αυτή η εργασία παρέχει μια πιθανή λύση για τη διάγνωση πολύπλοκων παροδικών δυναμικών, η οποία θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε περαιτέρω, να ρυθμίσουμε και να εφαρμόσουμε αυτά τα εξαιρετικά γρήγορα φαινόμενα.
Η σχετική εργασία υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας (NSFC), το Ίδρυμα Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών (CAS), το Ίδρυμα της Επιτροπής Επιστήμης και Τεχνολογίας της Σαγκάης (SSTC) και το Ίδρυμα του Υπουργείου Επιστήμης και Τεχνολογίας .
Εικόνα 1 (α) Πειραματική ρύθμιση TWEBI. β) φάσματα φωτός ανιχνευτή. (γ) χάρτες πλάτους και φάσης πεδίου χρόνου φωτός ανιχνευτή. (δ) χωρική ανάλυση του συστήματος απεικόνισης
Σχ. 2 (α) Σκιώδης χάρτης νηματοποίησης αέρα που προκαλείται από λέιζερ. (β) χάρτης μήκους κύματος του κέντρου της υποφωτεινής κηλίδας. γ) χάρτης φάσης και πλάτους νηματοποίησης που προκαλείται από λέιζερ. (δ) ανακατασκευασμένη κατανομή πυκνότητας πλάσματος
