.){kind=link}
مهندسو مركز الأبحاث الكندي INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Center المقدمة أسرع كاميرا في العالم، قادرة على التصوير بمعدل مذهل يصل إلى 156,3 تريليون إطار في الثانية (fps).
في حين أن ميزات الحركة البطيئة على الهواتف الذكية تعمل عادةً ببضع مئات من الإطارات في الثانية، يمكن لكاميرات السينما الاحترافية أن تصل إلى عدة آلاف من الإطارات في الثانية للحصول على لقطات أكثر سلاسة. ومع ذلك، من أجل الخوض في الأحداث على مستوى النانو، من الضروري إبطاء السرعة بشكل كبير - إلى مليارات أو حتى تريليونات الإطارات في الثانية.
تم تطويره مؤخرًا كاميرا يتميز بالقدرة على التقاط الأحداث التي تحدث خلال الفيمتو ثانية، أي كوادريليون جزء من الثانية. وقد قاد هذا الاختراق البروفيسور جينيانج ليانج وفريقه البحثي. يوضح عملهم تطوير نظام كاميرا فائق السرعة قادر على التقاط ما يصل إلى 156,3 تريليون إطار في الثانية بدقة متناهية. يتيح هذا التقدم التصوير البصري ثنائي الأبعاد لإزالة المغناطيسية فائق السرعة في لقطة واحدة، وهو ما كان بعيد المنال في السابق.
يمثل النظام، المسمى SCARF (تصوير الفيمتوفوتوغرافي بفتحة مشفرة في الوقت الحقيقي)، تقدمًا كبيرًا في مجال التصوير فائق السرعة. ويقول فريق البحث إنه يتيح مراقبة الامتصاص العابر في أشباه الموصلات وإزالة المغناطيسية فائقة السرعة للسبائك المعدنية، مما يفتح الباب أمام البحث في الفيزياء والبيولوجيا والكيمياء وعلوم المواد والهندسة.
ويقول الباحثون إن خبرة البروفيسور ليانغ في التصوير فائق السرعة اكتسبت اعترافًا عالميًا. وقد وضع عمله السابق في عام 2018 الأساس لـ SCARF، والتغلب على القيود الموجودة في أنظمة الكاميرات عالية السرعة الحالية.
على الرغم من أن الأساليب السابقة تضمنت التقاط الإطارات بشكل تسلسلي واحدة تلو الأخرى، إلا أن هذه الطريقة خلقت مشاكل عند مراقبة الظواهر غير المتكررة أو فائقة السرعة. يحدد البروفيسور جينيانغ القيود في تقنيات الرصد الحالية، مستشهدًا بأمثلة مثل الاستئصال بالليزر بالفيمتو ثانية، وتفاعل موجات الصدمة مع الخلايا الحية، والفوضى البصرية.
ولحل هذه المشاكل، قام بتطوير نظام T-CUP، القادر على التقاط 10 تريليون إطار في الثانية، وهو إنجاز كبير في مجال التصوير في الوقت الحقيقي. ومع ذلك، لا تزال هناك مشاكل في هذا المجال.
"يتعين على العديد من الأنظمة التي تعتمد على التصوير الفوتوغرافي المضغوط عالي السرعة أن تتعامل مع تدهور البيانات والتضحية بعمق التسلسلات الميدانية. وقال ميغيل ماركيز، الباحث المشارك وأحد المؤلفين الأوائل للدراسة، في بيان صحفي: "ترتبط هذه القيود بمبدأ التشغيل، الذي يتطلب تغييرًا متزامنًا للمشهد والفتحة المشفرة".
يعتبر SCARF خروجًا عن هذه القيود. على عكس الأنظمة السابقة، فإنه يستخدم طريقة الحصول على الصور التي تسمح بتوسيع فائق السرعة لفتحة مشفرة ثابتة دون تغيير ظاهرة السرعة الفائقة. يتيح ذلك تشفير التسلسل الكامل بما يصل إلى 156,3 هرتز إلى وحدات البكسل الفردية على الكاميرا، مما يوفر رؤية غير مسبوقة للظواهر الفريدة.
أهمية SCARF تتجاوز البحث العلمي. تعد هذه التكنولوجيا بفوائد اقتصادية، حيث تعمل شركات مثل Axis Photonique وFew-Cycle مع فريق البروفيسور ليانغ لتسويق اكتشافهم الذي ينتظر الحصول على براءة اختراع.
اقرأ أيضا: