Multi-color diagnostics are very useful and important for studying the multi-component plasma process. However, the temporal, spatial and spectral resolution of the diagnostics still limit the physical study. The metasurface technology provides a new method to transform the spectrum information to temporal and spatial information. Together with the fast imaging technology, it makes it possible to achieve high-temporal, spatial, and spectral-resolution imaging of the multi-component plasma. In this study, the principle and mathematical algorithm of the metasurface multi-color imaging (MMI) diagnostics are proposed. Aimed at linear device experiments, an MMI system has been designed to distinguish the visible spectral lines of Argon and Helium. Simulation study shows that this system can achieve clear two-dimensional imaging of different wavelengths at the same time and can contribute to the study of multi-component plasma turbulence.
多色診断は、多成分プラズマ過程を研究する上で非常に有用かつ重要である。しかしながら、診断の時間分解能、空間分解能、およびスペクトル分解能は、物理研究を依然として制限している。メタサーフェス技術は、スペクトル情報を時間情報および空間情報に変換する新しい方法を提供する。高速イメージング技術と組み合わせることで、多成分プラズマの高時間・空間・スペクトル分解能イメージングを実現することが可能になる。本研究では、メタサーフェス多色イメージング（MMI）診断の原理と数学的アルゴリズムが提案される。線形装置実験を対象として、アルゴンとヘリウムの可視スペクトル線を識別するためのMMIシステムが設計された。シミュレーション研究により、このシステムは異なる波長の明瞭な二次元イメージングを同時に達成でき、多成分プラズマ乱流の研究に貢献できることが示されている。