We report the tracking of single laser-induced shockwaves (SWs) using a real-time all-optical imaging setup based on amplified time-stretch dispersive Fourier transformation. SW propagation is encoded transversally on spatially dispersed ultrashort pulses at a frame rate of 80 MHz, and the technique allows us to record its evolution on μs timescales. We were then able to monitor the slowing down of a single SW and its reflection on a plane surface and also to perform velocity statistics and to evidence SW-to-SW fluctuations. This feasibility study proves time-stretch imaging to be a complementary and particularly adapted method to study SW dynamics and interactions and fast non-repetitive events occurring in laser ablation.
References
1.
J.
König
, S.
Nolte
, and A.
Tünnermann
, Opt. Express
13
, 10597
(2005
).2.
G.
Wang
, Y.
Yu
, L.
Jiang
, X.
Li
, Q.
Xie
, and Y.
Lu
, Appl. Phys. Lett.
110
, 161907
(2017
).3.
T. A.
Labutin
, V. N.
Lednev
, A. A.
Ilyin
, and A. M.
Popov
, J. Anal. At. Spectrom.
31
, 90
(2016
).4.
B.
Öktem
, I.
Pavlov
, S.
Ilday
, H.
Kalaycioğlu
, A.
Rybak
, S.
Yavaş
, M.
Erdoğan
, and F. Ö.
Ilday
, Nat. Photonics
7
, 897
(2013
).5.
S.
Amoruso
, G.
Ausanio
, R.
Bruzzese
, M.
Vitiello
, and X.
Wang
, Phys. Rev. B
71
, 033406
(2005
).6.
S.
Ghimire
, A. D.
DiChiara
, E.
Sistrunk
, P.
Agostini
, L. F.
DiMauro
, and D. A.
Reis
, Nat. Phys.
7
, 138
(2011
).7.
M. G.
Su
, Q.
Min
, S. Q.
Cao
, D. X.
Sun
, P.
Hayden
, G.
O'Sullivan
, and C. Z.
Dong
, Sci. Rep.
7
, 45212
(2017
).8.
N.
Zhang
, X.
Zhu
, J.
Yang
, X.
Wang
, and M.
Wang
, Phys. Rev. Lett.
99
, 167602
(2007
).9.
E.
Amer
, P.
Gren
, and M.
Sjödahl
, J. Phys. D: Appl. Phys.
41
, 215502
(2008
).10.
J.-F. Y.
Gravel
and D.
Boudreau
, Spectrochim. Acta B At. Spectrosc.
64
, 56
(2009
).11.
Y. W.
Yu
, L.
Jiang
, Q.
Cao
, B.
Xia
, Q. S.
Wang
, and Y. F.
Lu
, Opt. Express
23
, 32728
–32735
(2015
).12.
Z. H.
Wu
, X. N.
Zhu
, and N.
Zhang
, J. Appl. Phys.
109
, 053113
(2011
).13.
P.
Yeates
and E. T.
Kennedy
, Phys. Plasmas
18
, 063106
(2011
).14.
Q.
Wang
, L.
Jiang
, J.
Sun
, C.
Pan
, W.
Han
, G.
Wang
, H.
Zhang
, C. P.
Grigoropoulos
, and Y.
Lu
, Photonics Res.
5
, 488
(2017
).15.
S. S.
Shiva
, C.
Leela
, P. P.
Kiran
, C. D.
Sijoy
, and S.
Chaturvedi
, Phys. Plasmas
23
, 053107
(2016
).16.
S. S.
Harilal
, G. V.
Miloshevsky
, P. K.
Diwakar
, N. L.
LaHaye
, and A.
Hassanein
, Phys. Plasmas
19
, 083504
(2012
).17.
B.
Branch
, A.
Ionita
, B. E.
Clements
, D. S.
Montgomery
, B. J.
Jensen
, B.
Patterson
, A.
Schmalzer
, A.
Mueller
, and D. M.
Dattelbaum
, J. Appl. Phys.
121
, 135102
(2017
).18.
L.
Gao
, J.
Liang
, C.
Li
, and L. V.
Wang
, Nature
516
, 74
(2014
).19.
K.
Nakagawa
, A.
Iwasaki
, Y.
Oishi
, R.
Horisaki
, A.
Tsukamoto
, A.
Nakamura
, K.
Hirosawa
, H.
Liao
, T.
Ushida
, K.
Goda
, F.
Kannari
, and I.
Sakuma
, Nat. Photonics
8
, 695
(2014
).20.
J.
Liang
, C.
Ma
, L.
Zhu
, Y.
Chen
, L.
Gao
, and L. V.
Wang
, Sci. Adv.
3
, e1601814
(2017
).21.
K.
Goda
, K. K.
Tsia
, and B.
Jalali
, Nature
458
, 1145
(2009
).22.
A.
Mahjoubfar
, D.
Churkin
, S.
Barland
, N.
Broderick
, S. K.
Turitsyn
, and B.
Jalali
, Nat. Photonics
11
, 341
(2017
).23.
K.
Goda
and B.
Jalali
, Nat. Photonics
7
, 102
(2013
).24.
J.
Wu
, Y.
Xu
, J.
Xu
, X.
Wei
, A.
Chan
, A.
Tang
, A.
Lau
, B.
Chung
, H. C.
Shum
, E.
Lam
, K. K. Y.
Wong
, and K. K.
Tsia
, Light Sci. Appl.
6
, e16196
(2017
).25.
K.
Goda
, D. R.
Solli
, K. K.
Tsia
, and B.
Jalali
, Phys. Rev. A
80
, 043821
(2009
).26.
K.
Goda
, A.
Ayazi
, D. R.
Gossett
, J.
Sadasivam
, C. K.
Lonappan
, E.
Sollier
, A. M.
Fard
, S. C.
Hur
, J.
Adam
, C.
Murray
, C.
Wang
, N.
Brackbill
, D. D.
Carlo
, and B.
Jalali
, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
109
, 11630
(2012
).27.
K.
Goda
, K. K.
Tsia
, and B.
Jalali
, Appl. Phys. Lett.
93
, 131109
(2008
).28.
A.
Mahjoubfar
, K.
Goda
, A.
Ayazi
, A.
Fard
, S. H.
Kim
, and B.
Jalali
, Appl. Phys. Lett.
98
, 101107
(2011
).29.
T. T. W.
Wong
, A. K. S.
Lau
, K. K. Y.
Wong
, and K. K.
Tsia
, Opt. Lett.
37
, 3330
(2012
).30.
T.
Suzuki
, F.
Isa
, L.
Fujii
, K.
Hirosawa
, K.
Nakagawa
, K.
Goda
, I.
Sakuma
, and F.
Kannari
, Opt. Express
23
, 30512
(2015
).31.
H.
Mikami
, L.
Gao
, and K.
Goda
, Nanophotonics
5
, 497
(2016
).32.
C.
Sheppard
and T.
Wilson
, Opt. Acta
27
, 611
(1980
).33.
K. K.
Tsia
, K.
Goda
, D.
Capewell
, and B.
Jalali
, Opt. Express
18
, 10016
(2010
).34.
C.
Lei
, Y.
Wu
, A. C.
Sankaranarayanan
, S. M.
Chang
, B. S.
Guo
, N.
Sasaki
, H.
Kobayashi
, C. W.
Sun
, Y.
Ozeki
, and K.
Goda
, IEEE Photonics J.
9
, 3900308
(2017
).© 2018 Author(s).
2018
Author(s)
You do not currently have access to this content.