一種超快速準三維技術介紹

北京理工大學的科學家們開發(fā)了一種超快速準三維技術，克服了二維圖像中信息缺失和特征不完整的缺點，允許對超快速過程的三維特征進行分析。

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

通過垂直偏振成像，獲得了高信噪比的反射透射圖像，通過對比兩個視點，成功地區(qū)分了相變機制，并闡明了等離子體衍射現(xiàn)象。

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此外，重建的準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行光學性質(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稱性。

北京理工大學講席教授、該研究的通訊作者姜瀾說：“這種準三維成像方法突破了原始觀測維度的限制，增強了我們?nèi)娣治龀爝^程的能力。未來，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>

北京理工大學的蔣博士研究生、該論文的第一作者Yiling Lian說：“利用準三維成像方法，我們可以分析超快過程在三維空間中的形狀和性質(zhì)變化?！?/p>

雖然探索激光誘導的超快過程在強場物理、流體力學和先進制造中至關重要，但超快過程很難深入理解，因為激光場的空間分布不均勻，與材料相互作用時會觸發(fā)各種非平衡過程，導致不同的光學性質(zhì)和激發(fā)區(qū)域的復雜形態(tài)。

為了深入研究潛在的燒蝕機制，研究人員采用飛秒泵浦探針成像技術來研究瞬態(tài)光學特性。

然而，在信號采集過程中，這些燒蝕過程對目標材料的光學響應產(chǎn)生了顯著影響。

因此，僅基于獲取的反射圖像來區(qū)分這兩個因素對反射率的單獨影響是具有挑戰(zhàn)性的。

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

然而，在強激勵下，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。

姜教授問道：“我們能否利用雙目成像的原理，引入另一種成像視角？”

姜認為，由于超短尺度，兩個視點的時間和空間同步對于實驗的成功至關重要。

在蔣的指導下，連采用正交偏振光從兩個視點同時成像，實現(xiàn)了高質(zhì)量的信號采集。他們整合了兩個視點的圖像特征，重建出一個三維矩陣。他們將這種方法稱為“準三維成像”。

研究結(jié)果表明，準三維成像不僅比以往的成像方法提供了對等離子體動力學的更全面的理解，而且在揭示強場物理、流體力學和尖端制造等領域的各種復雜超快現(xiàn)象方面具有廣泛的潛力。







審核編輯：劉清