全光固體超快成像關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、基于光電轉(zhuǎn)換、時空映射的變像管分幅相機的時間分辨率達(dá)到數(shù)十皮秒量級后，空間電荷效應(yīng)、陰極材料特性等因素制約了相機性能指標(biāo)的進一步提升。全光固體分幅相機因具有皮秒、亞皮秒量級時間分辨率和超高空間分辨率，并在拓寬探測信號波段范圍，以及可靠性、穩(wěn)定性、抗干擾等方面擁有獨特的優(yōu)勢，是目前超快成像領(lǐng)域中最有前途的發(fā)展方向之一。
　　全光固體超快成像系統(tǒng)主要包括探針光時間序列化系統(tǒng)，探針光序列空間展開系統(tǒng)，成像探測系統(tǒng)，系統(tǒng)控制和圖像信息處理

2、系統(tǒng)。其中，探針光時序化及其空間分幅是實現(xiàn)全光固體超快成像的核心。本文主要對超快成像中全光固體分幅相機的分幅技術(shù)進行理論和實驗研究。理論上，首先詳細(xì)介紹了固體分幅相機的分幅原理，以及偏振、啁啾及角度分幅的分幅技術(shù)；其次重點分析了利用光子晶體光纖產(chǎn)生超連續(xù)譜對探針光的光譜進行展寬后利用其線性啁啾部分實現(xiàn)啁啾分幅的物理機理，即利用分步傅里葉算法求解薛定諤方程對超快光脈沖在光子晶體光纖中的傳輸特性進行了仿真分析。實驗上，根據(jù)理論研究，設(shè)計選用

3、合適參數(shù)的延遲晶體和光子晶體光纖，并搭建了基于偏振分幅和波長分幅相結(jié)合的方式以實現(xiàn)四分幅的固體分幅相機光學(xué)實驗平臺，最終獲得了空間分辨達(dá)到60lp/mm的四分幅圖像。實驗結(jié)果分析顯示，啁啾分幅技術(shù)的時間分辨率為1.4ps，而偏振分幅的時間分辨率為15ps。
　　本文的研究結(jié)果表明相對于傳統(tǒng)的分幅相機，全光固體分幅相機技術(shù)將有望具有皮秒、亞皮秒量級的時間分辨率，微米到十幾微米的空間分辨率，從而為下一步結(jié)合成像探測系統(tǒng)研究全光固體分幅