壓縮超快時間光譜成像術

壓縮超快時間光譜成像術（簡稱超快壓縮成像），是西安交通大學電信學部陳烽教授團隊與香港城市大學王立代博士團隊合作，提出的一種超快光譜成像技術。超快壓縮成像的超高幀率可以達到3.85THz，和亞納米級超高光譜解析度。

2019年6月，壓縮超快時間光譜成像術相關成果發表在了《物理評論快報》上。

基本介紹

• 中文名：壓縮超快時間光譜成像術
• 研發機構：西安交通大學、香港城市大學
• 發表時間：2019年6月
• 發表刊物：《物理評論快報》

技術原理

超快壓縮成像的基本原理是飛秒雷射時間—光譜相互耦合原理，它的實現主要是通過3個關鍵步驟：

首先是利用飛秒雷射豐富的頻率成分，通過色散將不同的波長在時域上拉伸，形成一個叫做“啁啾脈衝”的高速時間序列。

第二步是這個拉伸的時間序列與測量的瞬態過程進行相互作用。這樣，不同的波長成分就可以記錄超快過程不同的時間信息。進而對這一時間序列進行二維的空間編碼，並利用色散將不同的光譜信息壓縮在一個二維平面上並採用CCD採集。

最終利用算法將一幅二維的CCD圖像重建成具有空間和時間維度的多幅超快圖像。

技術成果

超快壓縮成像的超高幀率可以達到3.85THz（1THz=10¹²Hz），和亞納米級超高光譜解析度。

研究人員通過這種超快壓縮成像技術實時記錄了飛秒雷射脈衝的傳播、反射以及自聚焦等持續時間達到33皮秒的超快物理過程。

技術意義

超快成像技術是探知各種未知瞬態過程的一項關鍵核心技術，如化學反應過程中原子的運動、超短雷射脈衝作用材料時發生的瞬態非線性過程等。

壓縮超快時間光譜成像術使得長時間、寬光譜地記錄飛秒影像成為可能，將推動更多涉及超快過程的極端物理、化學、材料和生物學的研究。