热分析&电镜&表面分析,分享最新国内外仪器技术成果进展
CCD相机
西安交通大学电信学部陈烽教授团队与香港城市大学王立代博士团队合作,提出一种全新“压缩超快时间光谱成像术”(简称超快压缩成像),在帧率、帧数和精细光谱成像等方面突破了现有超快成像技术的局限,成功捕获到光子的运动。相关成果近日发表在《物理评论快报》上。
西安交大科研人员提出的这种新型的超快成像技术是探知各种未知瞬态过程的一项关键核心技术,如化学反应过程中原子的运动、超短激光脉冲作用材料时发生的瞬态非线性过程等。超快压缩成像通过对飞秒激光进行数字编码,并在时间和光谱维度上进行压缩和解压缩,从而能够同时实现高速度、高帧数以及高光谱分辨率。超快压缩成像的超高帧率可以达到3.85THz(1THz=1012Hz),和亚纳米级超高光谱分辨率。研究人员通过这种超快压缩成像技术实时记录了飞秒激光脉冲的传播、反射以及自聚焦等持续时间达到33皮秒的超快物理过程。
超快压缩成像的基本原理是飞秒激光时间—光谱相互耦合原理,它的实现主要是通过3个关键步骤,首先是利用飞秒激光丰富的频率成分,通过色散将不同的波长在时域上拉伸,形成一个叫做“啁啾脉冲”的高速时间序列。第二步是这个拉伸的时间序列与测量的瞬态过程进行相互作用。这样,不同的波长成分就可以记录超快过程不同的时间信息。进而对这一时间序列进行二维的空间编码,并利用色散将不同的光谱信息压缩在一个二维平面上并采用CCD采集,最终利用算法将一幅二维的CCD图像重建成具有空间和时间维度的多幅超快图像。
该成果使得长时间、宽光谱地记录飞秒影像成为可能,将推动更多涉及超快过程的极端物理、化学、材料和生物学的研究。
此外,《自然》(Nature)以研究亮点(Research Highlights)形式对该研究成果进行了专题报道,文章标题为《4万亿帧每秒的速度去捕捉光的运动》。同时,美国物理学会官网《APS物理》(APS Physics)也做了焦点专题报道,文章标题为《聚焦:4万亿帧频的电影》。西安交通大学与香港城市大学联合培养博士生陆宇为本文第一作者,西安交通大学陈烽教授和香港城市大学王立代博士为本文共同通讯作者。西安交通大学是本文第一作者单位。
《自然》报道链接:
https://www.nature.com/articles/d41586-019-01625-5
美国物理学会官网《APS 物理》报道链接:
https://physics.aps.org/articles/v12/55
《物理评论快报》原文链接:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.193904
[来源:科技日报,国家自然科学基金委员会科学传播中心]
版权与免责声明:
① 凡本网注明"来源:仪器信息网"的所有作品,版权均属于仪器信息网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:仪器信息网"。违者本网将追究相关法律责任。
② 本网凡注明"来源:xxx(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的"稿件来源",并自负版权等法律责任。
③ 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为默认仪器信息网有权转载。
谢谢您的赞赏,您的鼓励是我前进的动力~
打赏失败了~
评论成功+4积分
评论成功,积分获取达到限制
投票成功~
投票失败了~