Recentemente, il Laboratorio congiunto di fisica dei laser ad alta potenza, l'Istituto di meccanica ottica di Shanghai, l'Accademia cinese delle scienze (SIOM), ha fatto progressi nella ricerca nella diagnosi cinetica ultraveloce a colpo singolo, e i relativi risultati della ricerca sono riassunti come "Spatiotemporale a colpo singolo diagnosi della densità del plasma utilizzando un codificatore tempo-lunghezza d'onda arbitrario". I risultati della ricerca sono stati pubblicati su Optics and Lasers in Engineering con il titolo "Diagnosi della densità del plasma spaziotemporale a colpo singolo utilizzando un interferometro biprismatico arbitrario con codifica in lunghezza d'onda".
I fenomeni della dinamica ultraveloce esistono ampiamente nei campi della fotochimica, della spintronica, della fisica del plasma, dell'elaborazione laser, ecc. La diagnostica della dinamica ultraveloce è uno strumento importante per visualizzare il processo di evoluzione dei fenomeni della dinamica ultraveloce, che può essere utilizzato per studiare quantitativamente il meccanismo della dinamica ultraveloce. processo di evoluzione, rivelare il principio del processo di evoluzione ultraveloce e realizzare il ruolo del feedback quantitativo nella regolazione del processo di evoluzione ultraveloce. Tuttavia, è difficile per le attuali tecniche diagnostiche a dinamica ultraveloce singola combinare simultaneamente i vantaggi di un'elevata risoluzione spaziotemporale, un'elevata profondità di sequenza, una finestra temporale regolabile in modo indipendente e l'assenza della necessità di un braccio di riferimento.
In questo lavoro, i ricercatori propongono l'interferometro a biprisma codificato a lunghezza d'onda temporale (TWEBI), che si basa sul principio di generare luce della sonda codificata a lunghezza d'onda mediante la cascata di cristalli non lineari con diversi angoli di corrispondenza di fase, realizzando il multiplexing spaziale della lunghezza d'onda utilizzando due- elementi ottici diffrattivi dimensionali (DOE) e filtri interferometrici a banda stretta (IBPF) e utilizzando interferometri biprismatici plug-and-play per realizzare la modalità di registrazione dell'ombra e la fase La commutazione su richiesta della modalità di registrazione dell'ombra e della modalità di misurazione della fase viene realizzata utilizzando un interferometro biprisma plug-and-play. Gli esperimenti sono stati condotti sul front-end dell'amplificazione ottica parametrica degli impulsi chirped delle piastrelle digitali a femtosecondi Shenlight II, in cui il dispositivo TWEBI ha raggiunto una risoluzione spaziale di 4 um, una risoluzione temporale di 200 fs, una profondità di sequenza di 12 , un frame rate effettivo fino a 5 Tfps e una finestra temporale regolabile arbitrariamente da sub-picosecondi a 1,86 ns. Con il dispositivo TWEBI sono state eseguite registrazioni dell'ombra e misurazioni densitometriche della dinamica della filamentazione dell'aria indotta dal laser e i relativi risultati sperimentali hanno dimostrato la fattibilità del metodo. Questo lavoro fornisce una potenziale soluzione per diagnosticare dinamiche transitorie complesse, che ci aiuterà a comprendere, regolare e applicare ulteriormente questi fenomeni ultraveloci.
Il lavoro correlato è stato sostenuto dalla National Natural Science Foundation of China (NSFC), dalla Foundation of Chinese Academy of Sciences (CAS), dalla Foundation of Shanghai Science and Technology Commission (SSTC) e dalla Fondazione del Ministero della Scienza e della Tecnologia .
Figura 1 (a) configurazione sperimentale TWEBI; (b) spettri luminosi della sonda; (c) sondare l'ampiezza del dominio temporale della luce e le mappe di fase; (d) risoluzione spaziale del sistema di imaging
Fig. 2 (a) Mappa delle ombre della filamentazione dell'aria indotta dal laser; (b) mappa della lunghezza d'onda del centro della macchia subluminosa; (c) mappa di fase e ampiezza della filamentazione indotta dal laser; (d) distribuzione della densità del plasma ricostruita
