科学家在二维多普勒光谱仪上实时捕捉到热密等离子体运动

来自印度孟买的塔塔基础研究院、来自英国约克大学和卢瑟福阿普尔顿实验室的一支联合科学团队利用一个二维多普勒光谱仪，成功捕捉到固体表面不同位置的高强度、飞秒激光诱导的热密等离子体的运动。

他们用一个超高强度（10^19 W/sq.cm）的 25 飞秒激光脉冲（泵）引爆了一个固体表面，产生了一个热的、密集的等离子体，并通过反射一个相对弱的第二飞秒脉冲（探针）来监测其超快速运动。快速演变的等离子体对反射的探针脉冲施加的波长的多普勒偏移给出了等离子体的向外（蓝移）和向内（红移）的运动。

由超高强度激光在固体目标表面产生的热而密集的等离子体的运动。因此胶片显示了等离子体的不同区域在不同时间的高速运动，这与通常预期的某种均匀运动完全不同。以前的研究没有在一次实验中捕捉到整个等离子体表面的运动--"舞池"（dance floor）。这个团队将飞秒级的时间分辨率与微米级的空间分辨率结合起来，从而捕捉到了等离子体在不同横向位置的超快速扭曲和转动。

实验设计了一个新颖的二维多普勒监测器，它有16个独立的、单次拍摄的、高分辨率的光谱仪，全部由泵浦激光脉冲触发，并捕捉到不同空间位置的等离子体的瞬时速度。他们表明，等离子体的不同部分在不同时间移动，这与通常预期的某种程度上的均匀运动相反。这种新方法可以证明对于跟踪热和能量沿着表面的流动以及观察等离子体不稳定性的增长非常有用，对于理解激光等离子体科学和推动高强度、飞秒激光驱动的激光等离子体在成像和激光融合中的应用非常重要。