西安交通大学陈烽教授课题组提出了一种高频增强超快紧缩成像（H-CAP）办法，处理了传统超快紧缩成像引起的高频信息含糊的问题，有望成为超快激光与物质相互效果、超快光场丈量或超快退磁等不行重复动态进程的全新手法。

　　单次曝光超快成像技能能够在广泛的条件下表征瞬态事情，为探究自然界中分子或原子尺度上的光合效果、半导体芯片的精细制作等不行重复或难以再现的超快现象打开了大门，是探究微观未知范畴的科学利器。微观世界中绝大多数超快进程具有很高时刻维度上的复杂度，单个超快现象或许触及多个不一起刻尺度的物理机制。为了在整个观测窗口中不丢失其间的要害信息，完成大帧数超快观测是当时超快成像技能不行或缺的条件。传统的泵浦勘探技能方面的要求观测到的动态事情有必要准确且可重复丈量，约束了其在随机或不稳定的超快现象中的运用。近年来展开的单次曝光多帧自动成像技能能研讨不行复现的超快进程。可是因为光学体系的约束，跟着观测目标时刻复杂度的添加，该技能很难一起统筹高时刻分辨率、高成像帧率和大帧数。

　　超快紧缩成像技能与核算成像相结合是完成单次曝光大帧数超快成像最具远景的技能途径。但在超快紧缩图画的重现中，图画空间分辨率会跟着帧数的添加而下降。这给复杂多变的超快进程观测带来了巨大的应战。

　　近期，西安交通大学陈烽教授课题组提出了一种高频增强超快紧缩成像（H-CAP）办法。该办法在空间域中将微观超快现象投影到特制的编码上，奇妙地提取了微观超快现象的高频信息，处理了传统超快紧缩成像引起的高频信息含糊的问题，能够让微观超快印象纤毫毕现。详细的完成办法是，经过对传统运用的随机编码的结构散布进行重新排列，消除黑色像素和白色像素的聚类，得到能够在傅里叶改换域中按捺低频噪声的高频增强随机编码。形象的说，该编码器在空域上起着信息编码效果，而在其傅里叶改换的频谱面上，起到的是高频增强滤波器的效果，根本的原理如图1(c)所示。该编码具有更均匀的结构散布，满意紧缩感知的准确重建特性，在前端收集超快现象时更多保留了高频成分，能够在大帧收集的情况下进步信噪比。

　　图1 高频增强紧缩自动拍摄（H-CAP）的光学设备和原理。(a) H-CAP体系的光学体系，(b) 随机编码和(c) 高频增强编码空间域和频域的采样原理，(d)使用重构算法从紧缩图画中重构出超快现象

　　团队人员使用该办法成功捕获了双泵浦脉冲烧蚀硅外表高清晰度的超快进程。在220帧捕获帧数、300 ps的观测时刻窗口中，清楚地观测到了随脉冲间推迟时刻的添加，双脉冲引起的烧蚀增强效应越来越显着的现象。这得益于H-CAP高频信息获取的才能。此外，经过重建的二维图画丈量得到的不同脉冲推迟下激起区域中心随时刻改变的相对反射率曲线，不只反映出了激光与资料相互效果进程中等离子体密度的细节改变，还能够进一步探究资料状况的微观瞬态改变规则。

　　图2 双泵浦脉冲诱导硅外表超快烧蚀进程。(a)~(c)脉冲间推迟时刻τ分别为0 ps、6.7 ps和13.3 ps时双脉冲烧蚀硅外表的重建动态进程；(d)不同脉冲推迟下激起区中心相对反射率随时刻改变曲线 ps时烧蚀区域深度随脉冲累计数的改变。

　　这项研讨作业供给了一种在大帧数下观测高时空复杂度超快进程的新办法，标志着超快紧缩成像的一项重要开展，有望成为超快激光与物质相互效果、超快光场丈量或超快退磁等不行重复动态进程的全新手法。该作业以“High-Frequency Enhanced Ultrafast Compressed Active Photography” 为题作为封面文章宣布在Opto-Electronic Advances2025年第1期。

　　陈烽，西安交通大学教授，博士生导师，陕西省信息光子技能要点试验室主任，教育部微纳制作与测验技能世界合作联合试验室副主任。担任Ultrafast Science副主编，《光学学报》、《光子学报》等期刊编委等。任我国感光学会光学精细成型专业委员会副主任、西安市激光红外学会副理事长等。首要研讨方向包含：飞秒激光微纳制作、激光仿生微纳制作、超快光子学和微纳光子学等。在上述范畴展开了很多原创性研讨，先后提出了硬脆性资料飞秒激光三维微纳制作、飞秒激光仿生微纳制作、时频改换超快成像等，开辟和展开出了飞秒激光制备仿生超滋润外表技能、飞秒激光湿法刻蚀技能、时频改换飞秒超快成像技能、飞秒激光柔性电子制作技能等。在Chem. Soc. Rev., Adv. Funct. Mater., Phys. Rev. Lett.等学术期刊上宣布论文300余篇；当选RSC top1%高被引科学家、世界前2%尖端科学家。先后有30余篇论文被世界学术期刊选为封面文章。现在，该团队有6名在职人员，18名博士生，16名硕士生。