超影多少分（超影一局加多少分）

研究背景

在多个科学领域中，超影用于记录超高速事件的多少摄影技术已成为不可或缺的研究工具。传统的分超频闪或泵浦探测方法依赖于所研究现象的可重复性。与这些传统方法不同，影局“单次拍摄”成像技术则能够捕捉不可重复的加多超高速事件（如爆炸冲击波）。作为单次拍摄成像的少分核心方法之一，映射摄影通过时间到空间的超影光学映射机制显著提升了传统图像传感器的帧率。该机制通过将独立的多少时间帧分配至由一个或多个二维传感器记录的不同空间位置，实现了对超高速事件的分超高效捕捉。近期，影局本团队基于数字微镜器件（DMD）图案间转换所具有的加多固有动态特性，结合光学衍射原理，少分成功开发了一种纳秒级时间门控映射摄像技术。超影该技术被命名为衍射门控实时超高速映射（DRUM）摄像术，多少其在光通量利用率、分超成本效益以及被动操作能力等方面展现出显著优势。但是，DRUM摄像术仅限于基于强度对比度的成像应用，且时间信息沿传感器平面的一个空间轴分布。

研究内容

在此基础上， 加拿大魁北克大学国立科学研究院梁晋阳教授课题组在 发表题为 “”的研究论文，并被选为当期封面。该课题组利用衍射门控实时超高速映射纹影（DRUMS）显微镜技术实现了兆赫兹级别的单次纹影对比度成像。

DRUMS 显微镜具有以下两项关键创新点：首先，通过将数字微镜器件（DMD）作为可控空间滤波器置于输入场景的光学傅里叶平面上（图 1a），DRUMS 显微镜能够在 DMD 图案间转换过程中选择性隔离微镜，从而实现对空间频率的“刀刃”滤波，进而对纹影现象展现出高度敏感性（图 1b）。其次，通过整合分布在离轴衍射级次中的额外时间信息，DRUMS 显微镜显著增强了 DRUM 显微镜的核心性能，使帧率和序列深度分别提升约两倍（图 1c）。

图1 总体系统原理图。(b)数字微镜器件（DMD）微镜阵列示意图，插图展示了DMD微镜在模式间转换时的翻转动作。(c)离轴衍射级次扩展序列深度的说明性示例

为验证衍射门控实时超高速映射（DRUMS）摄像术的纹影成像能力，本研究对飞秒激光脉冲与液态水之间的相互作用进行了实验分析（如图 2 所示），将波长 1035 纳米，脉冲持续时间 350 飞秒，脉冲能量 7 微焦耳的单个泵浦脉冲通过焦距为 15 毫米的会聚透镜聚焦至装有蒸馏水的玻璃比色皿中（图 2a）。 聚焦光束诱导蒸馏水电离，并在焦点处形成等离子体通道。借助波长为 473 纳米的连续波激光提供的侧向照明，DRUMS 显微镜成功捕获了由激光诱导击穿引起的动态折射率扰动，以每秒 980 万帧的速度记录了 13 帧纹影图像（图 2b）。

梁晋阳教授表示：“DRUMS 摄像术是目前最快的纹影成像系统之一。由于其仅需相机传感器的正常工作，DRUMS 摄像术与多种高灵敏度科学级相机（如电子倍增 CCD 相机和科学级 CMOS 相机）保持良好兼容性，从而为超高速纹影成像提供了新的可能性。同时，得益于数字微镜器件（DMD）调制的可编程特性，DRUMS 显微镜可根据具体实验需求灵活调整成像参数，进一步提升了系统的适应性。”该团队今后将通过采用旋转对称的 DMD 滤波器或其他设计，使得DRUMS 显微镜扩展至相位敏感显微镜领域，为更广泛的应用场景提供支持。

图2 DRUMS摄影应用于激光诱导击穿蒸馏水观测。（a）实验装置示意图。（b）泵浦脉冲在蒸馏水中激光诱导等离子体通道演变的五个代表帧。（c）通道长度的时间变化

未来展望

刘祥磊为本文的第一作者，他表示：“我们期望这一具有创新性且高性价比的超高速多模态成像平台能够助力更多实验室自主构建超高速摄影设备，从而服务于广泛的科学研究与工业应用。未来，我们将通过微机电系统技术进一步优化图案间的转换时间，以提升系统的成像效率。此外，DRUMS摄影技术有望应用于探索组织异质性对微创手术中激光消融效果的影响。”

作

者

简

介

刘祥磊，于加拿大魁北克大学国立科学研究院取得博士学位。主要从事单次多幅超高速摄影技术及其应用的研究工作。曾荣获2020年SPIE光学与光子学教育奖学金，以及2021年度国家优秀自费留学生奖学金。

Patrick Kilcullen，于加拿大魁北克大学国立科学研究院获得博士学位。研究方向聚焦于单像素成像平台在三维、实时、超高速太赫兹成像领域的发展与应用。曾荣获2024年魁北克大学国立科学研究院最佳博士论文奖等多项荣誉。

期

刊

简

介

(AI)由中国激光杂志社与西安电子科技大学杭州研究院联合出版。由中国科学院西安光学精密机械研究所邵晓鹏教授与法国索邦大学Sylvain Gigan教授担任共主编，致力于发表成像及相关领域内的高水平基础和应用研究进展，推动先进成像技术的快速发展，增强该领域国内外的学术交流合作，促进科研成果的转化。2025年免收APC，欢迎大家！

撰稿 | 刘祥磊 加拿大魁北克大学国立科学研究院返回搜狐，查看更多

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