飛秒超快紋影技術實驗方法研究

《飛秒超快紋影技術實驗方法研究》是依託吉林大學，由姜遠飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：飛秒超快紋影技術實驗方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：姜遠飛
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

紋影技術能夠顯示透明介質中折射率的微小變化，被廣泛套用於流場診斷研究中。目前常規的時間分辨紋影只能達到ns量級的時間解析度，而飛秒超快強雷射誘導等離子過程需要皮秒甚至飛秒量級的時間分辨能力。本項目提出一種採用飛秒雷射做為紋影光源的超快時間分辨紋影技術，並將電漿診斷和紋影技術相結合，實現飛秒時間尺度上的分辨能力，測量飛秒雷射脈衝在空氣中傳輸形成的電漿通道的超快動力學過程，得到電漿電子密度時空分布，進而實現飛秒尺度的各種超快流場診斷研究。此外，我們還將通過相關實驗及數值模擬結果，研究飛秒雷射脈衝傳播成絲中發生的各種超快過程。

結題摘要

紋影技術能夠顯示透明介質中折射率的微小變化，被廣泛套用於流場診斷研究中。採用飛秒雷射做為紋影光源的超快時間分辨紋影技術，並將電漿診斷和紋影技術相結合，實現飛秒時間尺度上的分辨能力，測量飛秒雷射脈衝在空氣中傳輸形成的電漿通道的超快動力學過程，得到電漿電子密度時空分布，實現飛秒尺度的各種超快流場診斷研究。基於Matlab的圖像模式的互關聯位移矢量場分析程式，實現計算粒子位移矢量場和包含特徵結構的圖像模式分析的功能。同時可用於分析流體場，紋影照片的渦度場，甚至更高階的變換係數分布等。由於互關聯算法基於頻域上的模式匹配（基於傅立葉變換）對圖像的強度及特徵結構不敏感，被廣泛用於模式匹配算法中。通過超快紋影技術，我們研究了不同聚焦條件下成絲從產生到傳播的各階段演化動力學行為的異同。與此同時，結合紋影技術，我們通過對成像的相對光強變化來反推成絲處電漿密度的時間-空間演化，比較不同條件下成絲過程的異同之處，從而對成絲的產生機制以及其套用方面加以研究。通過相關實驗及數值模擬結果，研究飛秒雷射脈衝傳播成絲中發生的各種超快過程。