CIS Systems: Регистрация лазерно-индуцированной плазмы с помощью восьмиканальной камеры с кадрированием.
В данном эксперименте для наблюдения за лазерно-индуцированной плазмой использовалась камера с кадрированием серии «light-by-light». Принцип этого процесса заключается в фокусировке импульсного лазера с высокой энергией на поверхности образца (образец может быть твердым, жидким или газообразным).
Камера с кадрированием компании CISS использующая апертурное деление пучка и фотокатоды 2-го поколения Hi-QE с высокой квантовой эффективностью и низким уровнем шума является перспективным и необходимым решением для высокоточного детектирования сверхбыстрых процессов.
IsMOS-камера с кадрированием с режимом ручной фокусировки компании CISS, работающая по принципу «light-by-light», в которой используется апертурное деление пучка, усовершенствованный фотокатод 2-го поколения Hi-QE и GaAs-усилитель изображения с высокой квантовой эффективностью и низким уровнем шума.
В данном эксперименте для наблюдения за лазерно-индуцированной плазмой использовалась камера с кадрированием серии «light-by-light». Принцип этого процесса заключается в фокусировке импульсного лазера с высокой энергией на поверхности образца (образец может быть твердым, жидким или газообразным).
Камера с кадрированием компании CISS использующая апертурное деление пучка и фотокатоды 2-го поколения Hi-QE с высокой квантовой эффективностью и низким уровнем шума является перспективным и необходимым решением для высокоточного детектирования сверхбыстрых процессов.
IsMOS-камера с кадрированием с режимом ручной фокусировки компании CISS, работающая по принципу «light-by-light», в которой используется апертурное деление пучка, усовершенствованный фотокатод 2-го поколения Hi-QE и GaAs-усилитель изображения с высокой квантовой эффективностью и низким уровнем шума.
Общие сведения для применения
В области сверхбыстрых экспериментов камеры с кадрированием стали основным инструментом визуализации. Однако стандартные камеры используют ПЗС-детекторы и базовые усилители изображения, что приводит к низкой частоте кадров, низкому динамическому диапазону и низкой квантовой эффективности. Также, такая технология покадровой съемки 2 кадров, несмотря на использование одной камеры, имеет фиксированный временной интервал регистрации порядка сотни наносекунд, что является проблемой для достижения высокоточной визуализации.
Для решения данной проблемы, компания CISS предлагает камеру с кадрированием с режимом ручной фокусировки серии «light-by-light», в которой используется апертурное деление пучка и усовершенствованный фотокатод второго поколения Hi-QE. Сочетание ISMOS-камеры с усилением и системы апертурного деления пучка позволяет решить проблему синхронизации между несколькими каналами формирования изображений, а также обеспечивает высокую частоту кадров и сверхвысокое пространственное и временное разрешение.
Камера способна независимо управлять затвором каждого канала с точностью до 10 пс что обеспечивает непрерывную регулировку. Наименьшее время экспозиции оптимизировано до 3 нс, что делает камеру с кадрированием оптимальным решением для детектирования сверхбыстрых процессов.
В данном эксперименте для наблюдения за лазерно-индуцированной плазмой использовалась камера с кадрированием серии «light-by-light». Принцип этого процесса заключается в фокусировке импульсного лазера с высокой энергией на поверхности образца (образец может быть твердым, жидким или газообразным). Под действием лазера с высокой энергией на поверхности образца достигается температура порядка тысяч градусов и твердый/жидкий образец мгновенно испаряется и ионизируется в плазму. Индуцированная лазерным излучением плазма содержит основные частицы и в целом является электрически нейтральной. После завершения воздействия лазерного импульса на образец, возбужденные частицы в плазме переходят с более высокого энергетического уровня на более низкий и излучают фотоны.
Для решения данной проблемы, компания CISS предлагает камеру с кадрированием с режимом ручной фокусировки серии «light-by-light», в которой используется апертурное деление пучка и усовершенствованный фотокатод второго поколения Hi-QE. Сочетание ISMOS-камеры с усилением и системы апертурного деления пучка позволяет решить проблему синхронизации между несколькими каналами формирования изображений, а также обеспечивает высокую частоту кадров и сверхвысокое пространственное и временное разрешение.
Камера способна независимо управлять затвором каждого канала с точностью до 10 пс что обеспечивает непрерывную регулировку. Наименьшее время экспозиции оптимизировано до 3 нс, что делает камеру с кадрированием оптимальным решением для детектирования сверхбыстрых процессов.
В данном эксперименте для наблюдения за лазерно-индуцированной плазмой использовалась камера с кадрированием серии «light-by-light». Принцип этого процесса заключается в фокусировке импульсного лазера с высокой энергией на поверхности образца (образец может быть твердым, жидким или газообразным). Под действием лазера с высокой энергией на поверхности образца достигается температура порядка тысяч градусов и твердый/жидкий образец мгновенно испаряется и ионизируется в плазму. Индуцированная лазерным излучением плазма содержит основные частицы и в целом является электрически нейтральной. После завершения воздействия лазерного импульса на образец, возбужденные частицы в плазме переходят с более высокого энергетического уровня на более низкий и излучают фотоны.
Экспериментальная программа
Лабораторное оборудование:
Лазер Zhuolei Laser TINY-200L, выпуклая линза, металлический медный образец, аттенюатор, камера с кадрированием «light-by-light».
Процесс эксперимента:
Схема проведения эксперимента
- Импульсный лазер 532 нм с частотой 1-10 Гц и длительностью импульса 4-5 нс используется в качестве источника излучения
- Выпуклая линза используется для фокусировки лазерного излучения на поверхности медной пластины для возникновения плазмы
- Для детектирования динамического процесса используется 8-канальная камера с кадрированием
- Аттенюатор помещается перед объективом камеры, чтобы подавить интенсивность излучения плазмы
- Для синхронного управления лазером с выходным напряжением 5 В и импедансом 50 Ом используется встроенный в камеру цифровой генератор задержки импульсов
- Для каждого из 8 каналов камеры индивидуально устанавливается ширина затвора и задержка для детектирования переходного процесса
Метод синхронного управления 8 каналами дает возможность контролировать временную связь между лазерным импульсом и процессом съемки, что повышает точность и качество полученного изображения.
Результаты эксперимента:
Рисунок 1 – Визуализация лазерно-индуцированной плазмы с помощью 8-канальной камеры с кадрированием.
Рисунок 1 – Визуализация лазерно-индуцированной плазмы с помощью 8-канальной камеры с кадрированием.
В эксперименте была задана частота кадров камеры 9 Гц, время экспозиции - 10 мс, коэффициент усиления MCP - 3000. Лазер запускается синхронно с помощью камеры на частоте 9 Гц. На рисунке 1 представлено кадрированное изображение, полученное камерой при съемке 1 кадра с помощью программного обеспечения SmartCapture.
На рисунке 1 представлено 8 кадров, полученных каждым каналом камеры. Gate1 до Gate8 в нижней части интерфейса демонстрируют настройки задержки и ширины затвора для каждого канала, а ChA указывает на синхронный сигнал генератора камеры, запускающий лазер. С 3-го по 7-е снимок можно четко наблюдать динамику лазерно-индуцированной плазмы.
Благодаря такому мониторингу и анализу изображений в режиме реального времени можно получить полное представление об эффективности съемки каждого канала камеры в эксперименте, что, в свою очередь, будет способствовать глубокому пониманию процесса лазерно-индуцированной плазмы.
В эксперименте была задана частота кадров камеры 9 Гц, время экспозиции - 10 мс, коэффициент усиления MCP - 3000. Лазер запускается синхронно с помощью камеры на частоте 9 Гц. На рисунке 1 представлено кадрированное изображение, полученное камерой при съемке 1 кадра с помощью программного обеспечения SmartCapture.
На рисунке 1 представлено 8 кадров, полученных каждым каналом камеры. Gate1 до Gate8 в нижней части интерфейса демонстрируют настройки задержки и ширины затвора для каждого канала, а ChA указывает на синхронный сигнал генератора камеры, запускающий лазер. С 3-го по 7-е снимок можно четко наблюдать динамику лазерно-индуцированной плазмы.
Благодаря такому мониторингу и анализу изображений в режиме реального времени можно получить полное представление об эффективности съемки каждого канала камеры в эксперименте, что, в свою очередь, будет способствовать глубокому пониманию процесса лазерно-индуцированной плазмы.
Рисунок 2 – Динамика лазерно-индуцированной плазмы.
Рисунок 2 – Динамика лазерно-индуцированной плазмы.
Предварительные результаты эксперимента свидетельствуют о том, что разработанная в CISS камера с кадрированием способна детектировать сверхбыстрые явления, такие как процесс изменения лазерно-индуцированной плазмы, и обладает высоким временным разрешением.
Технические преимущества камеры с кадрированием, описанные в статье, делают ее идеальным решением для детектирования сверхбыстрых процессов, что актуально для научных исследований.
Предварительные результаты эксперимента свидетельствуют о том, что разработанная в CISS камера с кадрированием способна детектировать сверхбыстрые явления, такие как процесс изменения лазерно-индуцированной плазмы, и обладает высоким временным разрешением.
Технические преимущества камеры с кадрированием, описанные в статье, делают ее идеальным решением для детектирования сверхбыстрых процессов, что актуально для научных исследований.
Заключение
Камера с кадрированием компании CISS использующая апертурное деление пучка и фотокатоды 2-го поколения Hi-QE с высокой квантовой эффективностью и низким уровнем шума является перспективным и необходимым решением для высокоточного детектирования сверхбыстрых процессов. Используются в спектроскопии в масштабе пикосекунд и экспериментов по визуализации.
Предлагаемое решение
IsMOS-камера с кадрированием с режимом ручной фокусировки компании CISS, работающая по принципу «light-by-light», в которой используется апертурное деление пучка, усовершенствованный фотокатод 2-го поколения Hi-QE и GaAs-усилитель изображения с высокой квантовой эффективностью и низким уровнем шума.
Преимущества IsMOS-камеры с кадрированием с режимом ручной фокусировки:
1.2/4/8 - канальный синхронизированный контроллер
Камера поддерживает до 8 каналов синхронизации, для получения 8 кадров требуется всего 24 с.
2.Апертурное деление пучка
Позволяет расширить спектральный диапазон до УФ области спектра и получить спектр отражения во всем спектральном диапазоне.
3. 500 пикосекундный оптический затвор
Съемка быстропротекающих явлений с пикосекундной точностью и значительное снижение фонового шума.
4. Сверхвысокая частота регистрации кадров
Камера с кадрированием с режимом ручной фокусировки с частотой кадров 98 к/с при полном разрешении обеспечивает высокую скорость сбора данных и повышает эффективность эксперимента.
5. Точное управление синхронизацией
Камера имеет восемь независимых входов и выходов контроллера синхронизации времени с минимальным временем задержки до 10 пикосекунд, а также с настройкой внутреннего и внешнего триггера для достижения точной синхронизации с лазерами и другими устройствами.
6. Эффективная технология соединения волокна
Позволяет передавать более высокий световой поток без наблюдения явления гало (halo).
Камера поддерживает до 8 каналов синхронизации, для получения 8 кадров требуется всего 24 с.
2.Апертурное деление пучка
Позволяет расширить спектральный диапазон до УФ области спектра и получить спектр отражения во всем спектральном диапазоне.
3. 500 пикосекундный оптический затвор
Съемка быстропротекающих явлений с пикосекундной точностью и значительное снижение фонового шума.
4. Сверхвысокая частота регистрации кадров
Камера с кадрированием с режимом ручной фокусировки с частотой кадров 98 к/с при полном разрешении обеспечивает высокую скорость сбора данных и повышает эффективность эксперимента.
5. Точное управление синхронизацией
Камера имеет восемь независимых входов и выходов контроллера синхронизации времени с минимальным временем задержки до 10 пикосекунд, а также с настройкой внутреннего и внешнего триггера для достижения точной синхронизации с лазерами и другими устройствами.
6. Эффективная технология соединения волокна
Позволяет передавать более высокий световой поток без наблюдения явления гало (halo).