简单直接、高灵敏度

激光产生的等离子体的主要特征是电子密度、形状和传输。对电子密度及特征随时间变化的灵敏描述，能够帮助理解等离子体的产生、扩散，并监测其质量。控制电子密度及中性气体密度可以帮助优化等离子体的产生过程：包括喷嘴设计、激光脉冲照射、气压和均匀性等。

Phasics高分辨率的波前传感器是一款直接、高灵敏度的识别等离子体和中性气体密度的仪器。产品基于四波横向剪切干涉专利技术，该方案通过提供结构紧凑，极低测量噪声，以及与超短脉冲的兼容性，克服了经典马赫增德干涉仪的局限性。由于可在直接搭建的装置中测量相移，而不用参考臂，对高能量实验室中经常出现的震动是不敏感的，并且容易集成。该文档提供了测量原理并且对比了Phasics解决方案和马赫泽德的区别。

参考臂直接测量装置示意图

类似标准的马赫泽德干涉仪，Pasics解决方案也是依靠测试通过等离子体的探测光束的相移，然后使用反阿贝尔变换恢复密度图，不同的是Phasics波前传感器不需要参考臂，它直接测量由等离子体（或气体喷流）引起的与电子密度相关的折射率变化，结果传感器起到了对等离子体和气体喷流成像相机的作用。（图2）中它被集成到一个很小的封装中，并且非常容易调整。更进一步，Phasics技术是消色差的，可以和简单的卤素光源或者LED一起工作。该传感器也与飞秒光源兼容，可应用于fs-flash的测量，以追踪等离子产生的早期阶段的扩散。

“超过马赫泽德干涉仪8.4倍的灵敏度”

由于Phaiscs传感器是一个自校准的干涉仪，它对震动很不敏感，因此该传感器相比马赫增德干涉仪具有相当低的噪声。而马赫增德干涉仪使用了两个不同的光束，因此对震动高敏感。这已经被伯克利LOASIS实验，证明该实验是在喷嘴处1mm测量氦气气流。对每种技术，都从188个相位图（图3）采样点中计算了均方根相位图。实验条件和后处理的条件严格相同，Phasics解决方案相位图的结果平均值是11.4毫弧度，马赫增泽德干涉仪的平均结果是95.7毫弧度，因此Phasics方法灵敏度高了8.4倍，噪声分布更加均匀。

“即使低气压下，也是精准的”

LOA实验室，两种技术都集成在相同的装置中进行同步采样，并且严格比较，测量了各种气压条件下的轴对称分布稀薄氩气喷气流，进行了相同的后处理（阿贝尔转换和滤波），如图4所示，Phaiscs和马赫增德干涉技术都在20个区间中提供了类似的滤波形状，而Phasics技术展现了更低的噪声。在2区间内，Phaiscs的技术仍然获取了曲线形状，而马赫增德尔干涉仪由于其噪声水平却是不可能的。这个曲线形状与数值流体动态仿真结果是一致的。

“可重复的照射测量”

Phasics波前传感器的低噪声水平，使其即使在低气压下也能确保可重复性的点对点测量。其高空间分辨率（300*400测量点）和高灵敏度（＜2nm均方根相移）能确保精密测量和可靠计算。因此，它能够提供精确的描述来充分追踪和比较气体喷气或等离子体。使用等离子模块Phasics SID4 HR波前传感器现在是一个处理高功率激光的完全的灵活工具。该单一仪器可灵活地覆盖激光束测量，自适应光学和等离子体识别。相应于每一个应用的软件解决方案提供了富有洞察力的分析工具和结果。