Предложен новый метод однократной сверхбыстрой мультиплексной когерентной дифракции
В исследовании, опубликованном в журнале Photonics Research, исследователи из Шанхайского института оптики и точной механики (SIOM) Китайской академии наук (CAS) предложили новую схему однократного сверхбыстрого мультимодального когерентного дифракционного изображения, которая реализует сверхбыстрое реальное изображение с временным разрешением (временная фазовая визуализация).
(а) Схематическая диаграмма принципа SUM-CDI. (б) Блок-схема данных SUM-CDI. Предоставлено: Photonics Research (2022). DOI: 10.1364/PRJ.460948
Схема основана на принципе мультиплексирования детекторов в динамическом диапазоне, который преодолевает технические трудности, связанные с одновременным достижением высокого временного разрешения, пространственного разрешения и отношения сигнал/шум в однокадровой сверхбыстрой фазовой визуализации. Более того, выбирая ширину зондирующего импульса и регулируя временную задержку последовательности импульсов, метод может достигать пикосекундного или даже фемтосекундного временного разрешения и сверхширокого временного диапазона изображения (порядка от фемтосекунд до микросекунд).
Сверхбыстрая фазовая визуализация в реальном времени с временным разрешением имеет важные применения при распространении ударных волн, лазерно-индуцированных повреждениях и диффузии экситонов, особенно для сверхбыстрых переходных явлений, которые трудно воспроизвести или трудно воспроизвести.
В этом исследовании исследователи предложили метод однократной сверхбыстрой мультиплексной когерентной дифракции (SUM-CDI). Однократная сверхбыстрая фазовая визуализация была достигнута за счет использования мультиплексированного алгоритма восстановления фазы и метода усреднения кодирования с разделением луча, которые могут обеспечить высокое пространственное и временное разрешение и отношение сигнал /шум.
Используя этот метод SUM-CDI, был экспериментально измерен физический процесс индуцированного ультрафиолетовым лазером повреждения поверхности и внутренней филаментации стекла K9. Были изучены переходные изменения внутренней филаментации, повреждения поверхности, ударной волны и других процессов, и была подтверждена возможность использования этого метода для фазовой визуализации с наносекундным временным разрешением. Пространственное разрешение достигает 6,96 мкм. По сравнению с одиночной модой погрешность измерения фазы составляет менее 1%.
Таким образом, этот метод имеет важные перспективы применения в сверхбыстрых измерениях в реальном времени, особенно в сверхбыстрых полях, требующих измерения фазы.
