基于全光离散照明的压缩超快摄影
光学
2025-05-28 v1
摘要
单次曝光超快光学成像（SUOI）在实时捕获复杂瞬态事件中发挥着至关重要的作用，对基础科学和实际应用均具有重大意义。作为 SUOI 领域的杰出代表，压缩超快摄影（CUP）展现出了高达每秒数万亿帧的卓越帧率和数百的序列深度。然而，由于 CUP 依赖条纹相机，系统的成像保真度会受到条纹相机中电荷耦合伪影导致的不可避免限制的影响。此外，尽管先进的图像重建算法改善了恢复的场景，但其高压缩比仍然会导致图像质量的折衷。为了应对这些挑战，我们提出了一种名为全光离散照明压缩超快摄影（AOD-CUP）的新方法，该方法采用自由空间角啁啾增强延迟（FACED）技术对飞秒脉冲进行时间展宽，并实现对动态场景的离散照明。凭借其独特的系统架构，AOD-CUP 具有可调帧数和从皮秒到纳秒的灵活帧间间隔，从而在单次曝光中实现高保真超快成像。实验结果证明了该系统卓越的动态空间分辨率及其可视化具有复杂空间细节的超快现象的能力，例如 LiF 晶体中的应力波传播和空气等离子体通道的形成。这些结果突显了 AOD-CUP 在高保真实时超快成像方面的潜力，为推进超快科学的前沿提供了前所未有的工具。
引用
@article{arxiv.2505.21086,
title = {All-optical discrete illumination-based compressed ultrafast photography},
author = {Long Cheng and Dalong Qi and Jiali Yao and Ning Xu and Chengyu Zhou and Wenzhang Lin and Yu He and Zhen Pan and Yunhua Yao and Lianzhong Deng and Yuecheng Shen and Zhenrong Sun and Shian Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.21086},
year = {2025}
}