《超高時空分辨同軸分幅干涉診斷電漿技術》是依託中國工程物理研究院流體物理研究所，由陳光華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超高時空分辨同軸分幅干涉診斷電漿技術
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳光華
- 依託單位：中國工程物理研究院流體物理研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在電磁內爆、慣性約束聚變及其它瞬態電漿物理研究中，由於物理過程非常快，發展具有亞納秒甚至皮秒時間分辨能力且具有高空間分辨能力的同軸分幅雷射干涉診斷技術，對於研究電漿的演化過程有重要意義。採用序列皮秒雷射為探測光，序列探測光共軸入射到電漿，利用高速光信息開關和多幅干涉儀產生序列分幅干涉圖樣，並由大面積的底片或CCD直接記錄。通過對干涉圖的圖像和數據處理得到包含空間和時間坐標的多維電漿電子密度信息。與高速光電分幅相機技術比較，該技術可望同時獲得微米級的空間分辨能力和皮秒級的時間分辨能力。與利用雷射多角度入射將圖像在空間分開的空間分幅干涉診斷技術比較，該技術可以消除多角度測量帶來的偏差和克服干涉圖像重疊現象，並且可望獲得更多的幅數。
結題摘要
項目開展了光信息快門（相干門）的理論研究和實驗驗證，提出了光信息快門的實現途徑，採用短脈衝雷射和Mach-Zehnder干涉腔搭建了光信息相干選通光路，採用全光方式實現了光信息的相干選通。從而利用光信息快門控制與具體物理過程有關的光信息的通和斷，跳出了光線能量傳輸的限制，使得拍攝間隔達到皮秒量級，而且“快門”的通光口徑只受光學元件尺寸限制，對圖像分辨能力也沒有影響。 項目研製了一套原理性的超高時空分辨同軸分幅干涉測量系統，系統由序列脈衝光路、多幅光信息相干選通光路和成像系統等組成,可以一次同軸拍攝四幅間隔34ps的干涉圖像，視場範圍5mm，空間分辨能力3微米，並且多幅圖像之間沒有相干串擾。該系統同時實現了高時間分辨能力、高空間分辨能力和同軸測量能力。 完成了圖像和數據處理方法研究，實現了干涉圖的相位恢復、噪聲濾波和本底扣除；開發了一種反卷積快速傅立葉變換算法，可以實現不依賴Abel反演的圓柱對稱電漿的電子體密度反演計算。 開展了雷射擊穿空氣和雷射載入鋁箔兩種超快物理過程的超高時空分辨診斷實驗；獲得了空氣擊穿過程的皮秒分幅高分辨干涉圖像，觀察到雷射擊穿空氣的“點擊穿”和“串擊穿”現象；獲得了雷射載入鋁箔形成“射流”過程的皮秒分幅高分辨干涉圖像，觀察到“射流”前沿的表觀速度超過9000km/s，“射流”頭部的電子密度在10^19cm^-3量級，“射流”前沿含有能量約200～300eV的準直熱電子。通過超快物理過程診斷實驗，驗證了超高時空分辨同軸分幅干涉診斷電漿技術的有效性。
