Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Стрейк-камера — это прибор для измерения изменения интенсивности светового импульса во времени. Они применяются для измерения длительности импульса ультракоротких лазерных систем, а также в таких областях, как спектроскопия с временным разрешением и лидар.
A streak camera is an instrument for measuring the variation in a pulse of light's intensity with time. They are used to measure the pulse duration of some ultrafast laser systems and for applications such as time resolved spectroscopy and LIDAR.
Механические типы
Механические стрийк-камеры используют вращающееся зеркало или систему движущихся щелей для отклонения светового пучка. Они ограничены максимальной скоростью развертки и, следовательно, временным разрешением.
Mechanical streak cameras use a rotating mirror or moving slit system to deflect the light beam. They are limited in their maximum scan speed and thus temporal resolution.
Оптоэлектронный тип
Оптоэлектронные камеры-стрекографы работают, направляя свет на фотокатод, который при попадании фотонов генерирует электроны посредством фотоэлектрического эффекта. Электроны ускоряются в электронно-лучевой трубке и проходят через электрическое поле, создаваемое парой пластин, которое отклоняет электроны вбок. Модулируя электрический потенциал между пластинами, электрическое поле быстро изменяется, обеспечивая изменение отклонения электронов во времени и "прочерчивая" ими полосу на фосфорном экране в конце трубки. Линейный детектор, такой как матрица приборов с зарядовой связью (ПЗС), используется для измерения этой полосы на экране, и, следовательно, временного профиля светового импульса. Временное разрешение лучших оптоэлектронных камер-стрекографов составляет около 180 фемтосекунд. Для измерения импульсов короче этой длительности требуются другие методы, такие как оптическая автокорреляция и частотно-разрешаемая оптическая интерферометрия (FROG). В декабре 2011 года группа исследователей из MIT опубликовала изображения, полученные путем комбинирования камеры-стрекографа с повторяющимися лазерными импульсами для создания видео с частотой кадров в один триллион кадров в секунду. Этот результат был превзойден в 2020 году командой из Калифорнийского технологического института, достигшей частоты кадров 70 триллионов кадров в секунду.
Optoelectronic streak cameras work by directing the light onto a photocathode, which when hit by photons produces electrons via the photoelectric effect. The electrons are accelerated in a cathode ray tube and pass through an electric field produced by a pair of plates, which deflects the electrons sideways. By modulating the electric potential between the plates, the electric field is quickly changed to give a time varying deflection of the electrons, sweeping the electrons across a phosphor screen at the end of the tube. A linear detector, such as a charge coupled device (CCD) array is used to measure the streak pattern on the screen, and thus the temporal profile of the light pulse. The time resolution of the best optoelectronic streak cameras is around 180 femtoseconds. Measurement of pulses shorter than this duration requires other techniques such as optical autocorrelation and frequency resolved optical gating (FROG). In December 2011, a team at MIT released images combining the use of a streak camera with repeated laser pulses to simulate a movie with a frame rate of one trillion frames per second. This was surpassed in 2020 by a team from Caltech that achieved frame rates of 70 trillion fps.