Récemment, le Laboratoire commun de physique des lasers de haute puissance de l'Institut de mécanique optique de Shanghai de l'Académie chinoise des sciences (SIOM) a fait des progrès dans ses recherches sur le diagnostic cinétique ultrarapide à un seul coup, et les résultats de recherche associés sont résumés comme suit : « Single-shot spatiotemporel diagnostic de densité de plasma à l'aide d'un codeur arbitraire de longueur d'onde temporelle". Les résultats de la recherche ont été publiés dans Optics and Lasers in Engineering sous le titre « Diagnostic de densité de plasma spatio-temporelle en un seul coup à l'aide d'un interféromètre biprisme codé en longueur d'onde temporelle arbitraire ».
Les phénomènes de dynamique ultrarapide existent largement dans les domaines de la photochimie, de la spintronique, de la physique des plasmas, du traitement laser, etc. Le diagnostic de dynamique ultrarapide est un outil important pour visualiser le processus d'évolution des phénomènes de dynamique ultrarapide, qui peut être utilisé pour étudier quantitativement le mécanisme de l'ultrarapide. processus d'évolution, révèlent le principe du processus d'évolution ultra-rapide et réalisent le rôle du retour quantitatif dans la régulation du processus d'évolution ultra-rapide. Cependant, il est difficile pour les techniques actuelles de diagnostic dynamique ultrarapide de combiner simultanément les avantages d’une résolution spatio-temporelle élevée, d’une profondeur de séquence élevée, d’une fenêtre temporelle réglable indépendamment et de l’absence de bras de référence.
Dans ce travail, les chercheurs proposent l'interféromètre biprisme codé en longueur d'onde temporelle (TWEBI), qui est basé sur le principe de génération de lumière de sonde codée en longueur d'onde en mettant en cascade des cristaux non linéaires avec différents angles d'adaptation de phase, réalisant un multiplexage spatial de longueur d'onde en utilisant deux- des éléments d'optique diffractive dimensionnelle (DOE) et des filtres interférométriques à bande étroite (IBPF), et l'utilisation d'interféromètres à biprisme plug-and-play pour réaliser le mode d'enregistrement d'ombre et la phase. La commutation à la demande du mode d'enregistrement d'ombre et du mode de mesure de phase est réalisée en utilisant un interféromètre biprisme plug-and-play. Les expériences ont été réalisées sur le front-end de l'amplification d'impulsions paramétriques optiques des tuiles numériques femtosecondes Shenlight II, dans lesquelles le dispositif TWEBI a atteint une résolution spatiale de 4 um, une résolution temporelle de 200 fs, une profondeur de séquence de 12 , une fréquence d'images effective allant jusqu'à 5 Tfps et une fenêtre de temps arbitrairement réglable de sous-picosecondes à 1,86 ns. Des enregistrements d'ombres et des mesures densitométriques de la dynamique de la filamentation de l'air induite par laser ont été réalisés avec le dispositif TWEBI, et les résultats expérimentaux associés ont démontré la faisabilité de la méthode. Ce travail fournit une solution potentielle pour diagnostiquer des dynamiques transitoires complexes, qui nous aideront à mieux comprendre, réguler et appliquer ces phénomènes ultrarapides.
Les travaux connexes ont été soutenus par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (NSFC), la Fondation de l'Académie chinoise des sciences (CAS), la Fondation de la Commission des sciences et technologies de Shanghai (SSTC) et la Fondation du ministère des Sciences et Technologies. .
Figure 1 (a) Configuration expérimentale TWEBI ; (b) spectres lumineux de la sonde ; (c) sonder les cartes d'amplitude et de phase du domaine temporel de la lumière ; (d) résolution spatiale du système d'imagerie
Fig. 2 (a) Carte d'ombre de la filamentation de l'air induite par laser ; (b) carte de longueur d'onde du centre de la tache sublumineuse ; (c) carte de phase et d'amplitude de la filamentation induite par laser ; (d) distribution de densité de plasma reconstruite
