| 초당 4조 프레임 초고속 카메라로 광자의 운동 포착 | ||
|
||
 최근, 시안(西安)교통대학 전기통신학부 천펑(陳烽) 연구팀은 홍콩성시대학(CityU HK) 왕리다이(王立代) 연구팀과 공동으로 "압축 초고속 시간분광 이미징 기술(초고속 압축 이미징으로 약칭)"을 제안함으로써 프레임률, 프레임수 및 정밀 분광 이미징 등 분야에서 기존의 초고속 이미징 기술의 한계를 극복하고 광자의 운동을 성공적으로 포착했다. 해당 연구성과는 "Physical Review Letters"에 게재됐다. 연구팀이 제안한 초고속 압축 이미징 기술은 화학반응 과정의 원자 운동, 초단 레이저 펄스(Ultrashort laser pulse)가 재료에 작용시 발생하는 과도상태 비선형 과정 등 다양한 미지의 과도상태 과정을 연구하는 핵심 기술이다. 초고속 압축 이미징은 펨토초 레이저를 통하여 디지털 부호화를 수행함과 아울러 시간 및 분광 차원에서 압축 및 압축해제를 수행할 수 있기에 고속, 고프레임수 및 고분광 해상도를 동시에 구현할 수 있다. 초고속 압축 이미징의 초고프레임률은 3.85THz(1THz=1,012Hz), 해상도는 서브 nm급 초고분광 해상도에 달할 수 있다. 연구팀은 해당 초고속 압축 이미징 기술을 통하여 펨토초 레이저 펄스의 전파, 반사 및 자기 집속(Self-focusing) 등 지속 시간이 33피코초에 달하는 초고속 물리 과정을 실시간으로 기록했다. 초고속 압축 이미징의 기본 원리는 펨토초 레이저 시간-분광 상호 결합 원리이며 주로 3개 핵심 단계를 통하여 구현한다. 1) 펨토초 레이저의 풍부한 주파수 성분을 이용하고 색분산을 통하여 다양한 파장을 시간영역으로 확장시켜 하나의 "쳐프 펄스(Chirped pulse)"라고 부르는 고속 시계열을 형성한다. 2) 해당 확장된 시계열은 측정된 과도상태와 상호작용한다. 이로써 다양한 파장 성분으로 초고속 과정의 다양한 시간 정보를 기록할 수 있다. 3) 해당 시계열에 대한 2차원 공간 부호화를 수행함과 아울러 색분산을 이용하여 다양한 분광 정보를 하나의 2차원 평면에 압축시키며 또한 CCD를 이용하여 수집한다. 최종적으로 알고리즘을 이용하여 한 폭의 2차원 CCD 이미지를 시공간적 차원을 보유한 여러 폭의 초고속 이미지로 재구성한다. 해당 연구성과는 장시간, 광대역 분광 기반 펨토초 영상 기록이 가능하게 하였으며 더욱 많은 초고속 과정과 관련된 극단 물리학(Extreme physics), 화학, 재료 및 생물학 연구를 추진할 전망이다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2019-06/03/content_422643.htm?div=-1 |
SEARCH
- 정책동향
- 이슈리포트
- 통계DB
- 통계DB