طور باحثون في جامعة شرق الصين العادية تقنية تصوير جديدة تلتقط الأحداث فائقة السرعة في أجزاء من تريليون من الثانية، كاشفة عن التغيرات في السطوع والبنية في لقطة واحدة. وتعمل هذه الطريقة، التي تُعرف باسم التصوير بالفيمتو ثانية المعدل طيفياً وزمنياً ومترابطاً (CST-CMFI)، على تتبع ظواهر مثل تشكل البلازما وحركة الإلكترونات. ووصف يونهوا ياو، قائد الفريق، هذا الابتكار بأنه تقدم كبير في مجالات الفيزياء والكيمياء وعلوم المواد.
في مختبر التصوير البصري المتطرف بجامعة شرق الصين العادية، ابتكر العلماء تقنية (CST-CMFI)، التي تعد طفرة في مجال التصوير فائق السرعة ذي اللقطة الواحدة. تدمج هذه التقنية بين رسم الخرائط الزمنية الطيفية، والتصوير الطيفي الضغطي، والتصوير بالتعديل المترابط لتسجيل كثافة الضوء ومعلومات الطور للأحداث التي تتكشف في مئات الفيمتو ثانية. تربط نبضة ليزر ذات تردد متغير بين الزمن والطول الموجي، وتقوم شبكة عصبية قائمة على الفيزياء بإعادة بناء البيانات في سلسلة من الإطارات، لتشكل فيلماً فائق السرعة من تعرض واحد. وأوضح يونهوا ياو، قائد فريق البحث: 'تستطيع تقنيتنا الجديدة التقاط التطور الكامل لكل من السطوع والبنية الداخلية لجسم ما في قياس واحد'. وقد نشر الفريق عملهم في مجلة Optica. أظهرت الاختبارات كفاءة هذه الطريقة على البلازما المتولدة في الماء بواسطة نبضة ليزر فيمتوثانية، حيث كشفت عن تغيرات السطوع والطور في قناة البلازما، بما في ذلك تشكل الإلكترونات الحرة الكثيفة. كما رصدوا ديناميكيات الحوامل في مادة ZnSe، حيث تم رصد تباينات طفيفة في الطور حتى في غياب تغيرات في الكثافة. وأشار ياو إلى أن: 'قياسات الطور يمكن أن تكون أكثر حساسية بكثير من قياسات الكثافة في رصد العمليات فائقة السرعة الدقيقة'. وسلط ياو الضوء على التطبيقات المحتملة في مجالات الليزر عالي القدرة للطاقة النظيفة، والتصنيع المتقدم، والإلكترونيات الفعالة، والخلايا الشمسية. ويعتزم الفريق دراسة ديناميكيات الواجهة وتحولات الطور فائقة السرعة، ودمج تقنية (CST-CMFI) مع التصوير الضغطي فائق السرعة لاستخدامات أوسع.
