一組研究人員開發(fā)了一種新穎的計算成像系統(tǒng)，旨在應(yīng)對超快激光材料加工中的實時監(jiān)控挑戰(zhàn)。這一新系統(tǒng)被稱為雙路快照壓縮顯微鏡（DP-SCM），代表了該領(lǐng)域的重大進展，為高速、高分辨率成像提供了前所未有的能力。該團隊由西湖大學(xué)袁鑫和西安電子科技大學(xué)石理平領(lǐng)導(dǎo)。

論文以《In-situ real-time monitoring of ultrafast laser processing using wide-field high-resolution snapshot compressive microscopy》為題，發(fā)表在《光：先進制造》（Light： Advanced Manufacturing）雜志上。

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快照壓縮成像的原理，包括光學(xué)編碼、壓縮測量和重建。

傳統(tǒng)的顯微鏡技術(shù)由于成像速度有限、視野受限和分辨率不足，往往難以滿足激光加工過程中的實時監(jiān)控需求。這些局限性，再加上高速成像過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，使得在動態(tài)、快速變化的場景中實現(xiàn)精確監(jiān)控變得十分困難。

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DP-SCM 系統(tǒng)的實驗裝置

為了克服這些挑戰(zhàn)，DP-SCM 系統(tǒng)采用了雙光路設(shè)計，集成了高分辨率和寬視場成像功能。每個光路都采用快照壓縮成像技術(shù)，有效地打破了成像速度和數(shù)據(jù)存儲之間的瓶頸。這種創(chuàng)新方法使系統(tǒng)能夠以前所未有的速度在大視野范圍內(nèi)捕捉高分辨率圖像。

DP-SCM 系統(tǒng)還采用了先進的深度學(xué)習(xí)算法進行圖像重建，從而能夠動態(tài)觀測隨時間演變的微觀和納米結(jié)構(gòu)。在實驗應(yīng)用中，該系統(tǒng)成功監(jiān)測了激光材料加工和納米顆粒的生長，為了解新材料形成的內(nèi)在機制提供了重要依據(jù)。

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論文鏈接：https://www.light-am.com/article/doi/10.37188/lam.2024.029