飞秒激光丝在亚衍射有限成像和遥感中的应用

我很高兴地介绍索科洛夫教授和他的团队。他们是第一个使用大功率激光实时检测炭热的人。也就是说，在一纳秒，而不是几秒钟。

然后，他们继续研究其他问题，如光的灯丝化，光的聚焦，以及我们可以如何使用这些技术超越标准量子极限。我们描述了一个实验协议，使用飞秒激光丝，以便在难以解决的距离上实现亚衍射有限分辨率。激光丝可以在长传播距离内保持高强度和亚毫米直径。

这可实现传感、扫描、成像光谱，具有增强的分辨率。激光灯丝可以在许多介质中产生，包括大气和水。该技术可应用于海洋光学研究。

产生激光丝是不容易的。一个有用的技巧是调整脉冲的鸣叫声，以达到必要的强度。因此，今天我们将看到关于丝丝化的实验，将光聚焦到微小的纤维中，这是一些有助于我们可视化实验，从检测炭热到看海洋光学的东西。

将设备放在光学工作台上，并遵循 4 类激光的安全预防措施。要创建灯丝，请使用脉冲放大的飞秒钛蓝宝石激光器。激光束穿过稍微夹着外边缘的虹膜。

剪裁激光引起的空间强度剖面的锐化梯度已知为种子丝的形成。接下来，通过焦距大于 200 厘米的收敛透镜传递光束。通过稍微倾斜镜头与传播方向，帮助种子进行自聚焦。

在镜头的几何焦点之后安排适当的光束转储。要观察灯丝，请使用足以在空气中自聚焦的瞬时输出功率操作激光器。使用白纸查找镜头几何焦点附近的灯丝。

随着纸张在光束路径，寻找一个扩散的光环几毫米围绕闪烁，明亮的核心约100微米。在灯丝之外进行进一步观察。在那里，明亮、多彩、圆锥体发射环是空气中具有特征的自相调制过程的结果。

多个亮点表示有多个灯丝。要消除亮点，请引入虹膜前的光束衰减。通过适当的衰减，消除了锥形发射模式中的亮点。

准备使用激光进行远程扫描测试。在光束路径中固定双轴电动平移阶段，以便其垂直于光束的平移。确保激光束丝在舞台中心发生。

接下来，创建一个目标以使用系统进行扫描。获取一个容器，并在其底部放置两毫米的沙子。将铜、铝和不锈钢物体放在砂层的顶部。

然后，在金属上再放一层两毫米的沙子。关闭激光后，将容器置于发生丝丝的转换阶段的中心。为了收集数据，请将光谱仪输出连接到计算机。

设置外部触发器和计算机控制，使激光发射一枪。接下来设置传感器装置。在这种情况下，将光谱仪定位到翻译阶段的灯丝冲击点，以便其入口点。

使用镜头将来自冲击点的光线与光谱仪进行对。将镜头从一到两个焦距放置，从灯丝发生的地方开始。通过软件触发激光并记录来自光谱仪的信号。

这种铜、铝和不锈钢的排列被遮盖在大约两毫米的沙子下面。通过设置测量的埋藏金属的光谱特征允许创建以绿色铜、红色铝和青色不锈钢的复合图像。在小型、印刷的德州 A&M 徽标上扫描的衍射极限下的非丝丝激光束不会显示可识别的文本。

相比之下，在徽标上扫描的丝丝激光束会生成具有可识别元素的图像。脉冲能量和强度是产生激光丝的重要参数。在遥感中使用激光灯丝可提高遥感中的信噪比。

该技术为实现遥感的高光谱分辨率铺平了道路。这项工作所需的4类激光是危险的。实验者应佩戴个人防护设备，并遵守所有安全规程。