.){kind=link}
Μηχανικοί του καναδικού ερευνητικού κέντρου INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Center παρουσιάζονται η ταχύτερη κάμερα στον κόσμο, ικανή να τραβάει με εντυπωσιακά 156,3 τρισεκατομμύρια καρέ ανά δευτερόλεπτο (fps).
Ενώ οι λειτουργίες αργής κίνησης στα smartphone λειτουργούν συνήθως με μερικές εκατοντάδες καρέ ανά δευτερόλεπτο, οι επαγγελματικές κινηματογραφικές κάμερες μπορούν να ανεβούν έως και αρκετές χιλιάδες καρέ ανά δευτερόλεπτο για πιο ομαλό βίντεο. Ωστόσο, για να εμβαθύνουμε σε γεγονότα σε νανοεπίπεδο, είναι απαραίτητο να επιβραδύνουμε σημαντικά την ταχύτητα - σε δισεκατομμύρια ή και τρισεκατομμύρια καρέ ανά δευτερόλεπτο.
Αναπτύχθηκε πρόσφατα κάμερα μπορεί να υπερηφανεύεται για την ικανότητα καταγραφής γεγονότων που συμβαίνουν μέσα σε femtoseconds, δηλαδή τετράδισεκατομμύρια του δευτερολέπτου. Η ανακάλυψη έγινε από τον καθηγητή INRS Jinyang Liang και την ερευνητική του ομάδα. Η δουλειά τους καταδεικνύει την ανάπτυξη ενός εξαιρετικά γρήγορου συστήματος κάμερας ικανού να καταγράφει έως και 156,3 τρισεκατομμύρια καρέ ανά δευτερόλεπτο με εξαιρετική ακρίβεια. Αυτή η πρόοδος επιτρέπει τη δισδιάστατη οπτική απεικόνιση υπερταχείας απομαγνήτισης σε ένα μόνο στιγμιότυπο, το οποίο προηγουμένως δεν ήταν εφικτό.
Το σύστημα, που ονομάζεται SCARF (femtophotography με κωδικοποιημένο διάφραγμα σε πραγματικό χρόνο), αντιπροσωπεύει μια σημαντική πρόοδο στον τομέα της υπερταχείας απεικόνισης. Επιτρέπει την παρατήρηση της παροδικής απορρόφησης στους ημιαγωγούς και την εξαιρετικά γρήγορη απομαγνήτιση των μεταλλικών κραμάτων, ανοίγοντας την πόρτα στην έρευνα στη φυσική, τη βιολογία, τη χημεία, την επιστήμη των υλικών και τη μηχανική, λέει η ερευνητική ομάδα.
Οι ερευνητές λένε ότι η τεχνογνωσία του καθηγητή Liang στην υπερταχεία απεικόνιση έχει κερδίσει παγκόσμια αναγνώριση. Η προηγούμενη δουλειά του το 2018 έθεσε τις βάσεις για το SCARF, ξεπερνώντας τους περιορισμούς στα υπάρχοντα συστήματα κάμερας υψηλής ταχύτητας.
Αν και οι προηγούμενες προσεγγίσεις περιελάμβαναν τη διαδοχική λήψη καρέ το ένα μετά το άλλο, αυτή η μέθοδος δημιουργούσε προβλήματα κατά την παρατήρηση μη επαναλαμβανόμενων ή εξαιρετικά γρήγορων φαινομένων. Ο καθηγητής Jinyang εντοπίζει τους περιορισμούς των τρεχουσών μεθόδων παρατήρησης, αναφέροντας παραδείγματα όπως η κατάλυση με λέιζερ femtosecond, η αλληλεπίδραση κρουστικών κυμάτων με ζωντανά κύτταρα και το οπτικό χάος.
Επιλύοντας αυτά τα προβλήματα, ανέπτυξε το σύστημα T-CUP, ικανό για 10 τρισεκατομμύρια καρέ ανά δευτερόλεπτο, ένα σημαντικό επίτευγμα στον τομέα της απεικόνισης σε πραγματικό χρόνο. Ωστόσο, τα προβλήματα σε αυτόν τον τομέα παραμένουν.
«Πολλά συστήματα που βασίζονται σε συμπιεσμένη φωτογραφία υψηλής ταχύτητας πρέπει να αντιμετωπίσουν την υποβάθμιση των δεδομένων και να θυσιάσουν τις ακολουθίες βάθους πεδίου. Αυτοί οι περιορισμοί σχετίζονται με την αρχή της λειτουργίας, η οποία απαιτεί ταυτόχρονη μετατόπιση της σκηνής και του κωδικοποιημένου διαφράγματος», δήλωσε ο Miguel Marques, ερευνητής και ένας από τους πρώτους συγγραφείς της μελέτης, σε δελτίο τύπου.
Το SCARF είναι μια απόκλιση από αυτούς τους περιορισμούς. Σε αντίθεση με τα προηγούμενα συστήματα, χρησιμοποιεί μια μέθοδο λήψης εικόνας που επιτρέπει την εξαιρετικά γρήγορη επέκταση ενός στατικού κωδικοποιημένου διαφράγματος χωρίς να μετατοπίζει το εξαιρετικά γρήγορο φαινόμενο. Αυτό επιτρέπει την κωδικοποίηση πλήρους ακολουθίας έως και 156,3 THz σε μεμονωμένα pixel της κάμερας, παρέχοντας πρωτοφανή εικόνα για μοναδικά φαινόμενα.
Η σημασία του SCARF υπερβαίνει την επιστημονική έρευνα. Η τεχνολογία υπόσχεται οικονομικά spin-offs, με εταιρείες όπως η Axis Photonique και η Few-Cycle να συνεργάζονται με την ομάδα του καθηγητή Liang για να εμπορευματοποιήσουν την ανακάλυψή τους που εκκρεμεί για διπλώματα ευρεσιτεχνίας.
Διαβάστε επίσης: