超高速度捕获瞬态场景图像一直是科学家们追求的梦想和目标，这可以发现新物理现象并探索新物理过程，同时可以带动新高新技术的产生。当前高速成像普遍采用的是基于电荷耦合器件（CCD）和互补金属氧化物半导体（CMOS）的电子成像传感器件，但是这种CCD和CMOS技术的成像速度受限于芯片存储和电子读出速度，最高成像速度通常只能达到每秒10^6帧，因此不能测量更高速运动过程或者更快变化过程。
为了突破传统成像速度的局限性，张诗按研究员和孙真荣教授团队发展了一种超快电光偏转成像（UEODI）新技术，如下图1（a）和（b）所示。该技术结合了条纹成像原理和压缩感知算法，通过对动态目标进行空间编码、数据压缩和计算解码，最终还原出原始动态目标的空间和时间信息。研制UEODI实验装置的时间分辨率可以达到20皮秒，成像速度可以达到5×1010帧/秒。在视场25毫米×25毫米下，纵向和横向空间分辨率分别是0.89线对/毫米和0.79线对/毫米。
相比于现有基于CCD和CMOS的高速摄像技术，该UEODI技术有如下几个优势：（1）这种UEODI技术成像速度可以达到每秒10^10帧，提高了4个数量级；（2）这种UEODI技术可以实现物体目标空间三维直接测量，极大地提高三维图像成像速度；（3）这种UEODI技术是单次拍照测量，可以测量不重复或者不可逆发生事件；（4）这种UEODI技术可应用于纳秒和皮秒量级超快物理、化学、生物等过程的二维图像测量。鉴于UEODI在超快成像上的优势，将在基础和应用学科领域具有非常重要应用前景。
基于自主研制的UEODI系统，研究人员实验上成功实现了对染料分子（罗丹明B）瞬态发光动力学的成像，如下图1（c）所示。
该项研究成果发表在Physical Review Applied, 13, 024001 (2020)，该论文以华东师范大学作为第一完成单位，精密光谱科学与技术国家重点实验室的博士研究生杨承帅为论文第一作者，张诗按研究员和孙真荣教授以及深圳大学徐世祥教授为论文的共同通讯作者。
图1、超快电光偏转成像示意图（a）和实验装置图（b）以及染料分子（罗丹明B）瞬态发光动力学过程成像（c）
