เมื่อเร็วๆ นี้ ห้องปฏิบัติการร่วมของฟิสิกส์เลเซอร์กำลังสูง สถาบันกลศาสตร์เชิงแสงแห่งเซี่ยงไฮ้ สถาบันวิทยาศาสตร์จีน (SIOM) มีความคืบหน้าด้านการวิจัยในการวินิจฉัยจลน์ศาสตร์ด้วยความเร็วพิเศษนัดเดียวด้วยนัดเดียว และผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องสรุปได้ว่าเป็น การวินิจฉัยความหนาแน่นของพลาสมาโดยใช้ตัวเข้ารหัสความยาวคลื่นตามเวลาที่กำหนด" ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในนิตยสาร Optics and Lasers in Engineering ภายใต้หัวข้อ "การวินิจฉัยความหนาแน่นของพลาสมาแบบ single-shot spatiotemporal โดยใช้เครื่องวัดอินเทอร์เฟอโรมิเตอร์แบบสองปริซึมที่เข้ารหัสความยาวคลื่นตามอำเภอใจ"
ปรากฏการณ์ไดนามิกที่เร็วมากนั้นมีอยู่อย่างกว้างขวางในสาขาโฟโตเคมี สปินทรอนิกส์ ฟิสิกส์พลาสมา การประมวลผลด้วยเลเซอร์ ฯลฯ การวินิจฉัยไดนามิกส์ที่เร็วมากเป็นเครื่องมือสำคัญในการเห็นภาพกระบวนการวิวัฒนาการของปรากฏการณ์ไดนามิกที่เร็วมากเป็นพิเศษ ซึ่งสามารถใช้เพื่อศึกษาเชิงปริมาณกลไกของอุกกาบาตที่เร็วมาก กระบวนการวิวัฒนาการ เปิดเผยหลักการของกระบวนการวิวัฒนาการที่เร็วมาก และตระหนักถึงบทบาทของผลตอบรับเชิงปริมาณในการควบคุมกระบวนการวิวัฒนาการที่เร็วมาก อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องยากสำหรับเทคนิคการวินิจฉัยไดนามิกที่เร็วเป็นพิเศษเดี่ยวในปัจจุบันที่จะรวมข้อดีของความละเอียดเชิง Spatiotemporal สูง ความลึกของลำดับสูง กรอบเวลาที่ปรับได้อย่างอิสระไปพร้อมๆ กัน และไม่จำเป็นต้องใช้แขนอ้างอิง
ในงานนี้ นักวิจัยได้เสนอเครื่องวัดอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบไบปริซึมที่เข้ารหัสความยาวคลื่นชั่วคราว (TWEBI) ซึ่งมีพื้นฐานอยู่บนหลักการของการสร้างแสงโพรบที่เข้ารหัสด้วยความยาวคลื่นโดยการเรียงซ้อนผลึกไม่เชิงเส้นที่มีมุมจับคู่เฟสที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดมัลติเพล็กซ์เชิงพื้นที่ความยาวคลื่นโดยใช้สอง- องค์ประกอบเลนส์การเลี้ยวเบนเชิงมิติ (DOE) และตัวกรองอินเทอร์เฟอโรเมตริกแบบแบนด์พาสแบนด์ (IBPF) และใช้อินเทอร์เฟอโรมิเตอร์แบบพลักแอนด์เพลย์แบบ Plug-and-Play เพื่อให้ทราบถึงโหมดการบันทึกเงาและเฟส การสลับโหมดการบันทึกเงาและโหมดการวัดเฟสตามความต้องการตามความต้องการทำได้โดยใช้ อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบพลักแอนด์เพลย์แบบพลักแอนด์เพลย์ การทดลองดำเนินการที่ส่วนหน้าของการขยายสัญญาณพัลส์แบบเจี๊ยบแบบพารามิเตอร์ออปติคอลของไทล์ดิจิตอล Shenlight II femtosecond ซึ่งอุปกรณ์ TWEBI ได้รับความละเอียดเชิงพื้นที่ 4 um ความละเอียดชั่วคราว 200 fs ความลึกของลำดับ 12 อัตราเฟรมที่มีประสิทธิภาพสูงถึง 5 Tfps และกรอบเวลาที่ปรับได้ตามต้องการจากระดับย่อยพิโควินาทีถึง 1.86 ns การบันทึกเงาและการวัดความหนาแน่นของพลวัตของเส้นใยอากาศที่เกิดจากเลเซอร์ได้ดำเนินการด้วยอุปกรณ์ TWEBI และผลการทดลองที่เกี่ยวข้องแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของวิธีนี้ งานนี้ให้แนวทางที่เป็นไปได้สำหรับการวินิจฉัยพลวัตชั่วคราวที่ซับซ้อน ซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจ ควบคุม และประยุกต์ใช้ปรากฏการณ์ที่เร็วมากเหล่านี้ได้มากขึ้น
งานที่เกี่ยวข้องได้รับการสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีน (NSFC) มูลนิธิสถาบันวิทยาศาสตร์จีน (CAS) มูลนิธิคณะกรรมการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเซี่ยงไฮ้ (SSTC) และมูลนิธิกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี .
รูปที่ 1 (a) การตั้งค่าการทดลอง TWEBI; (b) สเปกตรัมแสงของโพรบ; (c) แอมพลิจูดของโดเมนเวลาของแสงโพรบและแผนที่เฟส (d) ความละเอียดเชิงพื้นที่ของระบบภาพ
รูปที่ 2 (a) แผนที่เงาของเส้นใยอากาศที่เกิดจากเลเซอร์; (b) แผนที่ความยาวคลื่นของจุดศูนย์กลางของจุดใต้แสง ( c ) แผนที่เฟสและแอมพลิจูดของเส้นใยที่เกิดจากเลเซอร์ (d) การกระจายความหนาแน่นของพลาสมาที่สร้างขึ้นใหม่
