Forskare vid East China Normal University har utvecklat en ny bildteknik som fångar ultrasnabba händelser på en biljonte dels sekund och avslöjar både ljusstyrka och strukturella förändringar i en enda bild. Metoden, som kallas compressed spectral-temporal coherent modulation femtosecond imaging (CST-CMFI), spårar fenomen som plasmaformering och elektronrörelser. Teamledaren Yunhua Yao beskriver tekniken som ett stort framsteg inom fysik, kemi och materialvetenskap.
Vid Extreme Optical Imaging Laboratory på East China Normal University har forskare skapat CST-CMFI, ett genombrott inom ultrasnabb bildtagning i en enda exponering. Tekniken kombinerar tid-spektrum-mappning, kompressiv spektralavbildning och koherent modulationsavbildning för att registrera både ljusintensitet och fasinformation från händelser som utspelar sig på hundratals femtosekunder. En chirpad laserpuls kopplar tid till våglängd, och ett fysik-informerat neuralt nätverk rekonstruerar data till en sekvens av bildrutor, vilket skapar en ultrasnabb film från en enda exponering. Yunhua Ya, forskargruppens ledare, förklarar: 'Vår nya teknik kan fånga den fullständiga utvecklingen av både ljusstyrka och inre struktur hos ett objekt i en enda mätning.' Teamet har publicerat sitt arbete i Optica. Tester demonstrerade metoden på plasma som genererats i vatten av en femtosekund-laserpuls, vilket visade ljusstyrka- och fasförändringar i plasmakanalen, inklusive bildandet av täta fria elektroner. De observerade även bärardynamik i ZnSe, där subtila fasvariationer detekterades även utan intensitetsförändringar. Yao noterade: 'Fasmätningar kan vara betydligt känsligare än intensitetsmätningar när det gäller att upptäcka subtila ultrasnabba processer.' Yao lyfte fram potentiella tillämpningar inom högeffektlasrar för ren energi, avancerad tillverkning, effektiv elektronik och solceller. Teamet planerar att studera gränssnittsdynamik och ultrasnabba fasövergångar, samt att integrera CST-CMFI med kompressiv ultrasnabb fotografering för bredare användning.
