Канадские инженеры из Научно-исследовательского центра телекоммуникаций INRS Énergie Matériaux разработали самую быструю в мире камеру, способную снимать со скоростью 156,3 триллиона кадров в секунду (кадр/с).
Моделирование самой быстрой в мире системы камер SCARF. Фото: INRS
Лучшие камеры замедленной съемки на телефонах обычно работают со скоростью несколько сотен кадров в секунду. Профессиональные видеокамеры могут снимать со скоростью несколько тысяч кадров в секунду для более плавного эффекта. Но если исследователи хотят увидеть, что происходит в наномасштабе, им нужна скорость в миллиарды или даже триллионы кадров в секунду. Новая камера от команды INRS может запечатлеть события, которые происходят за несколько фемтосекунд (фемтосекунда — это одна миллионная миллиардной доли секунды), согласно New Atlas.
Команда основывалась на технологии, которую они разработали в 2014 году под названием Compressed Ultrafast Photography (CUP), которая может захватывать 100 миллиардов кадров в секунду. Следующая фаза называется T-CUP, где T означает «триллион кадров в секунду». Как следует из названия, T-CUP может захватывать до 10 триллионов кадров в секунду. В 2020 году исследователи увеличили эту скорость до 70 триллионов кадров в секунду с помощью версии под названием compress ultrafast spectrumal imaging (CUSP).
Теперь они удвоили эту скорость до 156,3 триллиона кадров в секунду. Новая система камер, называемая «сканирующей апертурой-кодированной фемтосекундой в реальном времени» (SCARF), может захватывать события, которые происходят слишком быстро для наблюдения предыдущими версиями технологии, например, ударные волны, проходящие через вещество или живые клетки.
SCARF работает, вырабатывая ультракороткий импульс лазерного света, который проходит через фотографируемое событие или объект. Если вы фотографируете радугу, сначала событие запишет красная длина волны, затем оранжевая, желтая и, наконец, фиолетовая. Поскольку событие происходит так быстро, каждый цвет выглядит по-разному, когда он проходит, что позволяет лазерному импульсу записать все изменения за очень короткое время. Затем импульс проходит через ряд компонентов, которые фокусируют, отражают, дифрагируют и кодируют его, пока он не достигнет сенсора камеры с зарядовой связью (ПЗС), которая преобразует его в данные, которые компьютер может реконструировать в конечное изображение.
По словам команды, их система камер поможет улучшить такие области, как география, биология, химия, материаловедение и инженерия. Они подробно описали устройство в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Ан Кханг (согласно Новому Атласу )
Ссылка на источник
Комментарий (0)