超快紫外激光器（紫外 相机）

单次超快光学成像是一种能够记录不可重复或难以产生的瞬态事件的技术，对于揭示物理、化学和生物学领域的基本机制具有重要意义。目前，世界上最快的单次超快光学成像技术是压缩超快摄影，它能够对皮秒级超快事件进行成像。该技术结合了压缩感知和条纹成像，实时接收所有时空信息并将其编码为图像，然后使用重建算法将记录的瞬态事件恢复为视频。

目前，在数据采集方面，CUP只能用于记录可见光和近红外波段发生的事件。对于许多超短时间和超小空间尺度的现象，CUP需要能够记录紫外线甚至X射线中的事件。）波段检测能力。同时，大多数现有的CUP系统使用放置在Littrow结构中的数字微镜器件(DMD)对瞬态事件进行空间编码。这种设计提供了良好的编码适应性，但限制了CUP的视野。视野和成像速度也使得整个系统体积相对庞大，无法在空间有限的场景中使用。在视频重建方面，CUP目前主流的重建算法会引入阶跃伪影，限制了系统的时空分辨率，一定程度上加剧了二维问题杯子。正交方向上空间分辨率的差异。

为了解决上述问题，加拿大魁北克大学国家科学研究所梁金阳教授研究组近期与美国波士顿大学、加拿大AxisPhotoniqueInc.SOLEIL合作法国同步辐射加速器中心研制出第一台紫外波段压缩超声波发生器。快速成像系统。通过将图案化钯材料光阴极集成到条纹相机中，UV-CUP不仅首次实现了UV波段的单次超快光学成像，而且摆脱了DMD系统设计和成像速度以及视场限制。独立紧凑的系统结构使得UV-CUP可以轻松集成到各种实验平台中。除了硬件改进外，基于“即插即用乘法器交替方向法”的重建算法也被开发出来并应用于UV-CUP介质；通过将整个重建过程分解为多个子级最小化问题，并与先进的降噪算法相结合，该算法不仅获得了比传统算法更高的空间和时间分辨率，而且抑制了CUP的空间分辨率差异，并得到更好的重建图像质量。

软件和硬件的改进使得UV-CUP具有优异的成像性能。其成像速度高达每秒0.5万亿帧。是目前世界上速度最快的UV波段单次摄影相机；单次成像可获取1500帧，每帧像素的视频是现有CUP系统中的最高值。基于此，UV-CUP将在超快激光科学、材料科学、生物医学等领域获得重要应用。

该工作近期以“Single-shotUltravioletcompressedUltrafastPhotography”为题发表在LaserPhotonicsReviews(DOI:10.1002/lpor.)上，并被选为该杂志2020年第10期封面。论文第一作者为Lai英明，加拿大魁北克大学国家科学院硕士生，通讯作者为梁金阳教授。该研究得到了加拿大自然科学与工程研究委员会、加拿大创新基金会、魁北克基金会自然科学与工程部、魁北克基金会医学部和美国国家科学基金会的支持。