北京理工大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)了一種超快速準(zhǔn)三維技術(shù)，克服了二維圖像中信息缺失和特征不完整的缺點(diǎn)，允許對(duì)超快速過(guò)程的三維特征進(jìn)行分析。

這項(xiàng)研究發(fā)表在《國(guó)際極限制造》期刊上，展示了如何基于二維信息收集實(shí)現(xiàn)三維特征分析。

通過(guò)垂直偏振成像，獲得了高信噪比的反射透射圖像，通過(guò)對(duì)比兩個(gè)視點(diǎn)，成功地區(qū)分了相變機(jī)制，并闡明了等離子體衍射現(xiàn)象。

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此外，重建的準(zhǔn)三維圖像使用歐拉角旋轉(zhuǎn)乘法，可以在等離子體的任何橫截面上進(jìn)行光學(xué)性質(zhì)分析，揭示了早期等離子體收縮和發(fā)散形態(tài)在三維空間中的不對(duì)稱性。

北京理工大學(xué)講席教授、該研究的通訊作者姜瀾說(shuō)：“這種準(zhǔn)三維成像方法突破了原始觀測(cè)維度的限制，增強(qiáng)了我們?nèi)娣治龀爝^(guò)程的能力。未來(lái)，它將在揭示激光與物質(zhì)之間的相互作用方面發(fā)揮重要作用?！?/p>

北京理工大學(xué)的蔣博士研究生、該論文的第一作者Yiling Lian說(shuō)：“利用準(zhǔn)三維成像方法，我們可以分析超快過(guò)程在三維空間中的形狀和性質(zhì)變化?！?/p>

雖然探索激光誘導(dǎo)的超快過(guò)程在強(qiáng)場(chǎng)物理、流體力學(xué)和先進(jìn)制造中至關(guān)重要，但超快過(guò)程很難深入理解，因?yàn)榧す鈭?chǎng)的空間分布不均勻，與材料相互作用時(shí)會(huì)觸發(fā)各種非平衡過(guò)程，導(dǎo)致不同的光學(xué)性質(zhì)和激發(fā)區(qū)域的復(fù)雜形態(tài)。

為了深入研究潛在的燒蝕機(jī)制，研究人員采用飛秒泵浦探針成像技術(shù)來(lái)研究瞬態(tài)光學(xué)特性。

然而，在信號(hào)采集過(guò)程中，這些燒蝕過(guò)程對(duì)目標(biāo)材料的光學(xué)響應(yīng)產(chǎn)生了顯著影響。

因此，僅基于獲取的反射圖像來(lái)區(qū)分這兩個(gè)因素對(duì)反射率的單獨(dú)影響是具有挑戰(zhàn)性的。

然而，傳統(tǒng)的單視圖成像技術(shù)將三維信息投影到二維平面上，可以有效地分析二維過(guò)程的演化。

然而，在強(qiáng)激勵(lì)下，物質(zhì)的形態(tài)和性質(zhì)在三維空間中發(fā)生變化，并伴隨著折射、散射等干擾信號(hào)。

姜教授問(wèn)道：“我們能否利用雙目成像的原理，引入另一種成像視角？”

姜認(rèn)為，由于超短尺度，兩個(gè)視點(diǎn)的時(shí)間和空間同步對(duì)于實(shí)驗(yàn)的成功至關(guān)重要。

在蔣的指導(dǎo)下，連采用正交偏振光從兩個(gè)視點(diǎn)同時(shí)成像，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的信號(hào)采集。他們整合了兩個(gè)視點(diǎn)的圖像特征，重建出一個(gè)三維矩陣。他們將這種方法稱為“準(zhǔn)三維成像”。

研究結(jié)果表明，準(zhǔn)三維成像不僅比以往的成像方法提供了對(duì)等離子體動(dòng)力學(xué)的更全面的理解，而且在揭示強(qiáng)場(chǎng)物理、流體力學(xué)和尖端制造等領(lǐng)域的各種復(fù)雜超快現(xiàn)象方面具有廣泛的潛力。







審核編輯：劉清