Des ingénieurs du Centre de recherche en télécommunications Énergie Matériaux de l'INRS ont développé la caméra la plus rapide au monde , capable de filmer à 156,3 billions d'images par seconde (ips).
Simulation du système de caméra SCARF le plus rapide au monde. Photo : INRS
Les meilleures caméras de ralenti sur téléphone fonctionnent généralement à quelques centaines d'images par seconde. Les caméras vidéo professionnelles peuvent filmer à quelques milliers d'images par seconde pour un effet plus fluide. Mais si les chercheurs veulent observer ce qui se passe à l'échelle nanométrique, ils ont besoin d'une cadence de plusieurs milliards, voire de plusieurs billions d'images par seconde. La nouvelle caméra de l'équipe de l'INRS peut capturer des événements qui se produisent en quelques femtosecondes (une femtoseconde équivaut à un millionième de milliardième de seconde), selon New Atlas.
L'équipe s'est appuyée sur une technologie développée en 2014, la photographie ultrarapide compressée (CUP), capable de capturer 100 milliards d'images par seconde. La phase suivante est appelée T-CUP, où T signifie « billion d'images par seconde ». Comme son nom l'indique, T-CUP peut capturer jusqu'à 10 000 milliards d'images par seconde. En 2020, les chercheurs ont porté cette capacité à 70 000 milliards d'images par seconde grâce à une version appelée imagerie spectrale ultrarapide compressée (CUSP).
Ils ont désormais doublé cette vitesse pour atteindre 156,3 billions d'images par seconde. Le nouveau système de caméra, appelé « femtoseconde en temps réel à code d'ouverture de balayage » (SCARF), peut capturer des événements trop rapides pour être observés par les versions précédentes de la technologie, comme les ondes de choc traversant la matière ou les cellules vivantes.
Le SCARF fonctionne en envoyant une impulsion laser ultra-courte qui traverse l'événement ou l'objet photographié. Si vous photographiez un arc-en-ciel, la longueur d'onde rouge enregistre l'événement en premier, suivie de l'orange, du jaune et enfin du violet. Comme l'événement se produit très rapidement, chaque couleur apparaît différente lors de son passage, permettant à l'impulsion laser d'enregistrer tous les changements en très peu de temps. L'impulsion traverse ensuite une série de composants qui la focalisent, la réfléchissent, la diffractent et l'encodent, jusqu'à atteindre le capteur d'une caméra à dispositif à couplage de charge (CCD), qui les convertit en données qu'un ordinateur peut reconstituer pour obtenir l'image finale.
Selon l'équipe, leur système de caméra contribuera à améliorer des domaines tels que la géographie, la biologie, la chimie, la science des matériaux et l'ingénierie. Ils ont détaillé le dispositif dans un article publié dans la revue Nature Communications.
An Khang (selon le Nouvel Atlas )
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