In een studie gepubliceerd in Photonics Research , hebben onderzoekers van het Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) een nieuw schema voorgesteld voor single-shot ultrasnelle multimodale coherente diffractiebeeldvorming die ultrasnelle tijdsopgeloste real-time fasebeeldvorming realiseert.

Het schema is gebaseerd op het principe van multiplexing met dynamisch bereik van detectoren, wat de technische problemen doorbreekt om tegelijkertijd een hoge temporele resolutie, ruimtelijke resolutie en signaal-ruisverhouding te bereiken in enkelvoudige ultrasnelle fasebeeldvorming. Door de pulsbreedte van de sonde te kiezen en de vertraging van de pulssequentie aan te passen, kan de methode bovendien een temporele resolutie van picoseconden of zelfs femtoseconden en een ultrabreed beeldvormingstijdbereik bereiken (in de orde van grootte van femtoseconden tot microseconden).

Ultrasnelle tijdopgeloste real-time fasebeeldvorming heeft belangrijke toepassingen in schokgolfvoortplanting, laser-geïnduceerde schade en excitondiffusie, vooral voor ultrasnelle voorbijgaande verschijnselen die niet herhaalbaar of moeilijk te genereren zijn.

In deze studie stelden de onderzoekers een single-shot ultrasnelle multiplexed coherent diffraction imaging (SUM-CDI) methode voor. De single-shot ultrasnelle fasebeeldvorming werd bereikt door gebruik te maken van het multiplexed phase retrieval-algoritme en de beam-splitting coderingsmiddelingstechniek, die een hoge ruimtelijke en temporele resolutie en signaal-ruisverhouding kan bereiken.

Met behulp van deze SUM-CDI-techniek werd het fysieke proces van door UV-laser geïnduceerde oppervlaktebeschadiging en interne filamentatie van K9-glas experimenteel gemeten. De voorbijgaande veranderingen van interne filamentatie, oppervlakteschade, schokgolf en andere processen werden bestudeerd en de haalbaarheid van deze techniek voor nanoseconde tijdsopgeloste fasebeeldvorming werd geverifieerd. De ruimtelijke resolutie bereikt 6,96 m. Vergeleken met die van de enkele modus is de fasemeetfout minder dan 1%.

Daarom heeft deze methode belangrijke toepassingsmogelijkheden bij realtime ultrasnelle metingen, vooral in het ultrasnelle veld dat fasemeting vereist. + Verder verkennen

Spectraal-volumetrisch gecomprimeerde ultrasnelle fotografie legt tegelijkertijd 5D-gegevens vast in een enkele momentopname