Five Dimensional Imaging Snapshot 777x380 2 2
Thông tin công nghệ

Hình ảnh 5D về hiện tượng cực nhanh với tính năng chụp ảnh cực nhanh được nén bằng quang phổ-thể tích

Ảnh chụp nhanh hình ảnh năm chiều với độ phân giải phổ thời gian-không gian. Nhà cung cấp hình ảnh: S. Zhang, Đại học Sư phạm Đông Trung Quốc

Chụp ảnh cực nhanh được nén theo thể tích quang phổ ghi lại đồng thời thông tin 5D trong một ảnh chụp nhanh.

Hình ảnh quang học giàu thông tin có thể cung cấp thông tin đa chiều cho phép quan sát và phân tích mục tiêu được phát hiện, góp phần hiểu rõ hơn về các thế giới bí ẩn và chưa được biết đến. Với khả năng chụp các cảnh động trên thang thời gian picosecond — và thậm chí là femto giây —, hình ảnh quang học đa chiều siêu nhanh có những ứng dụng quan trọng trong việc phát hiện các hiện tượng siêu nhanh trong vật lý, hóa học và sinh học.

Mặc dù hình ảnh siêu nhanh dựa trên đầu dò bơm có thể thu được thông tin đa chiều có độ phân giải cao, nhưng nó không thể ghi lại đầy đủ các cảnh thoáng qua không ổn định hoặc không thể đảo ngược. May mắn thay, chụp ảnh siêu nhanh được nén (CUP), dựa trên cảm biến nén và hình ảnh vệt, vượt qua hình ảnh siêu nhanh dựa trên đầu dò bơm truyền thống. CUP đã thu hút sự chú ý rộng rãi do độ phân giải thời gian cao, thông lượng dữ liệu cao và thu được một lần chụp. Nó đã được ứng dụng thành công trong các nghiên cứu về các hiện tượng siêu nhanh khác nhau, chẳng hạn như bắt các photon cực nhanh, quan sát hình nón Mach quang học và phát hiện động lực học hỗn loạn quang học.

Đối với nhiều hiện tượng siêu nhanh, sự phân bố thể tích trong không gian và thành phần quang phổ của cảnh động rất quan trọng để quan sát các quá trình động và khám phá các cơ chế tiềm ẩn. Mặc dù hình ảnh quang học siêu nhanh đã phát triển nhanh chóng và nhiều phương pháp với độ phân giải không gian hoặc quang phổ đã được đề xuất trong những năm gần đây, cho đến nay không có kỹ thuật hình ảnh siêu nhanh nào có thể thu được phổ thời gian-không gian ( x, y, z, t , và λ) thông tin năm chiều (5D) đồng thời với một ảnh chụp nhanh.

Hình ảnh giản đồ và 5D của SV-CUP. (a) Hệ thống thí nghiệm. (b) Sơ đồ nguyên lý hoạt động. (c) Khối dữ liệu được tái tạo của hình nộm 3D. (d) Hình ảnh tái tạo chọn lọc của ma-nơ-canh 3D ở một số thời điểm và bước sóng đại diện. (e) Quang phổ phân giải theo thời gian được trích xuất từ dữ liệu tái tạo. Tín dụng: Ding et al. doi 10.1117 / 1.AP.3.4.045001

Như đã báo cáo trong Advanced Photonics , một nhóm quốc tế do Shian Zhang đứng đầu tại Phòng thí nghiệm Quang phổ Chính xác Nhà nước, Đại học Sư phạm Đông Trung Quốc, gần đây đã phát triển và chứng minh thực nghiệm một hệ thống CUP thể tích quang phổ (SV) có thể thu thập đồng thời thông tin 5D chỉ với một ảnh chụp nhanh. đo đạc. SV-CUP cải tiến kết hợp CUP thời gian bay (ToF-CUP) và CUP siêu kính (HCUP): ToF-CUP trích xuất thông tin 3D không gian và HCUP ghi lại thông tin 4D quang phổ không gian-thời gian. Phần bổ sung đầy đủ của thông tin 5D cuối cùng được truy xuất bằng cách ghép nối ToF-CUP và HCUP theo mối quan hệ được đánh dấu thời gian của chúng.

Với độ phân giải không gian là 0,39, 0,35 và 3 mm theo các hướng x, yz , hệ thống có thể phân giải một cách đáng tin cậy nhiều loại đối tượng 3D, như đã được chứng minh bằng thực nghiệm với hình nộm 3D phủ chấm lượng tử. Trường nhìn là 8,8 mm  6,3 mm  15 mm, có thể được điều chỉnh thuận tiện bằng cách thay thế ống kính ống tùy theo cảnh. Khoảng thời gian của khung hình thời gian là 2 ps và khoảng khung hình phổ là 1,72 nm góp phần vào hiệu suất ấn tượng mang lại hình ảnh 5D với độ phân giải siêu kính và thể tích.

Kết hợp hình ảnh tính toán, cảm biến nén và xử lý hình ảnh, SV-CUP cung cấp một sơ đồ mới để cải thiện kích thước trong hình ảnh quang học cực nhanh. Theo Zhang, “SV-CUP hứa hẹn những hiểu biết mới cho việc nghiên cứu các hiện tượng siêu nhanh trong vật lý và hóa sinh”.

Tham khảo: “Chụp ảnh cực nhanh dạng nén phổ-thể tích một lần chụp” của Pengpeng Ding, Yunhua Yao, Dalong Qi, Chengshuai Yang, Fengyan Cao, Yilin He, Jiali Yao, Chengzhi Jin, Zhengqi Huang, Li Deng, Lianzhong Deng, Tianqing Jia, Jinyang Liang, Zhenrong Sun và Shian Zhang, ngày 18 tháng 6 năm 2021, Quang tử học nâng cao .
DOI: 10.1117 / 1.AP.3.4.045001

Theo Scitechdaily

What's your reaction?

Excited
0
Happy
0
In Love
0
Not Sure
0

You may also like

Leave a reply

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.