Modeling ultrafast shadowgraphy in laser-plasma interaction experiments
Modeling ultrafast shadowgraphy in laser-plasma interaction experiments
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激光等离子体相互作用实验中的超快阴影成像建模
DOI：
10.1088/0741-3335/58/6/065004
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发表时间：
2016
影响因子：
2.2
通讯作者：
M. C. Kaluza
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
E. Siminos;S. Skupin;A. Sävert;J. M. Cole;S. P. D. Mangles;M. C. Kaluza
超快阴影照相术是一种新的实验技术，它使用几个周期的激光脉冲成像密度梯度在一个快速发展的等离子体。它能够使以接近光速的速度移动的结构（例如激光驱动的尾迹）可视化。在这里，我们研究了阴影成像过程中的几个周期的探测脉冲横向通过激光驱动尾流的三维粒子模拟。为了构建合成阴影图，考虑到典型成像设置的影响，通过傅里叶光学分析超短探测脉冲的近场快照。通过比较合成和实验阴影图，我们表明，合成数据的生成是正确解释实验的关键。此外，我们还研究了合成阴影图对各种参数的依赖性，如成像系统的孔径，物平面的位置和探测脉冲延迟，持续时间和波长。最后，我们表明，从相互作用的时间相关的信息可以恢复从一个单一的拍摄，通过使用宽带，啁啾探测脉冲和随后的光谱滤波。
Ultrafast shadowgraphy is a new experimental technique that uses few-cycle laser pulses to image density gradients in a rapidly evolving plasma. It enables structures that move at speeds close to the speed of light, such as laser driven wakes, to be visualized. Here we study the process of shadowgraphic image formation during the propagation of a few cycle probe pulse transversely through a laser-driven wake using three-dimensional particle-in-cell simulations. In order to construct synthetic shadowgrams a near-field snapshot of the ultrashort probe pulse is analyzed by means of Fourier optics, taking into account the effect of a typical imaging setup. By comparing synthetic and experimental shadowgrams we show that the generation of synthetic data is crucial for the correct interpretation of experiments. Moreover, we study the dependence of synthetic shadowgrams on various parameters such as the imaging system aperture, the position of the object plane and the probe pulse delay, duration and wavelength. Finally, we show that time-dependent information from the interaction can be recovered from a single shot by using a broadband, chirped probe pulse and subsequent spectral filtering.
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影响因子：
8.6
作者：
Saevert, A.;Mangles, S. P. D.;Kaluza, M. C.
通讯作者：
Kaluza, M. C.
影响因子：
8.6
作者：
A. Thomas;S. Mangles;Z. Najmudin;M. Kaluza;C. Murphy;Karl Krushelnick
通讯作者：
Karl Krushelnick
影响因子：
19.6
作者：
Buck, Alexander;Nicolai, Maria;Veisz, Laszlo
通讯作者：
Veisz, Laszlo
影响因子：
4
作者：
Schwab, M. B.;Saevert, A.;Kaluza, M. C.
通讯作者：
Kaluza, M. C.
影响因子：
8.6
作者：
Kaluza, M. C.;Schlenvoigt, H. -P.;Krushelnick, K. M.
通讯作者：
Krushelnick, K. M.