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科研动态 | 西安交大科研成果入选2019年度中国光学十大进展

近日,中国激光杂志社发布“2019年度中国光学十大进展”(第十五届)。西安交大电信学部陈烽教授团队与其合作者提出的压缩超快时间光谱成像术被评为“2019中国光学十大进展”之一。

陈烽是谁?

这项技术有什么厉害之处?

接着看~

陈烽

陈烽,西安交通大学教授、博士生导师、教育部微纳制造与测试技术、国际合作联合实验室副主任。作为访问教授曾先后在美国罗切斯特大学、美国国家超快光学中心、德国玛堡大学、奥地利维也纳技术大学、英国诺丁汉大学等进行访问研究。任教育部微纳制造与测试技术国际合作联合实验室副主任、陕西省光学学会理事/副秘书长、西安市激光红外学会副理事长、西安市机械工程学会微纳米制造分会常务理事,担任《光学学报》、《应用光学》、《激光制造商情》等期刊编委、“中国光学十大进展”评审委员会成员、“LMN中国激光行业贡献奖”评审委员会成员等。

主要研究方向包括:飞秒激光微纳制造、激光仿生微纳制造、超快光子学和微纳光子学等。在上述领域开展了大量原创性研究。先后有12篇论文被国际著名学术期刊选为前封面。飞秒激光微加工的研究成果获得2013年国家教育部自然科学二等奖,40余次做国际会议大会报告和特邀报告。申请及获得国家发明专利35项。由于在飞秒激光微加工领域的开创性研究,得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、国家重大科学仪器开发专项、国家863计划等项目的资助。

目前主持的科研项目包括:国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、国家重大科学仪器开发专项课题、国家自然科学基金面上项目及其他横向应用项目等;作为项目负责人已完成国家“九五”攀登计划项目、国家自然科学基金、国家863计划、中国科学院创新方向性项目、中科院重点项目、中国科学院创新工程项目、陕西省重点科研项目等国家及省部级科研项目三十余项。

科技君为大家介绍一下

压缩超快时间光谱

这种新型的“压缩超快时间光谱成像术”(CUST),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。

该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。

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。

什么是超快压缩成像?

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三个关键步骤:

步骤1:

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。

步骤2:

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。

步骤3:

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。

 

来源:西安交通大学、中国激光、中国光学期刊网

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原文始发于微信公众号(创新西安):科研动态 | 西安交大科研成果入选2019年度中国光学十大进展

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