.){kind=link}
Kanadalaisen tutkimuskeskuksen INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Centerin insinöörit esitetty maailman nopein kamera, joka pystyy kuvaamaan vaikuttavalla 156,3 biljoonaa kuvaa sekunnissa (fps).
Vaikka älypuhelimien hidastetut ominaisuudet toimivat tyypillisesti muutaman sadan kuvan sekunnissa, ammattimaiset elokuvakamerat voivat nostaa jopa useita tuhansia kuvia sekunnissa tasaisemman kuvamateriaalin saamiseksi. Nanotason tapahtumien syventämiseksi on kuitenkin tarpeen hidastaa nopeutta merkittävästi - miljardeihin tai jopa biljooniin kehyksiin sekunnissa.
Äskettäin kehitetty kamera tarjoaa kyvyn kaapata femtosekuntien sisällä tapahtuvia tapahtumia, toisin sanoen sekunnin kvadriljoonasosia. Läpimurtoa johti INRS-professori Jinyang Liang ja hänen tutkimusryhmänsä. Heidän työnsä osoittaa erittäin nopean kamerajärjestelmän kehittämisen, joka pystyy tallentamaan jopa 156,3 biljoonaa kuvaa sekunnissa äärimmäisen tarkasti. Tämä edistysaskel mahdollistaa kaksiulotteisen optisen kuvantamisen ultranopeasta demagnetisoinnista yhdessä kuvassa, mikä oli aiemmin saavuttamaton.
SCARF-niminen järjestelmä (real-time coded aperture femtophotography) edustaa suurta edistystä ultranopean kuvantamisen alalla. Se mahdollistaa puolijohteiden transienttiabsorption ja metalliseosten ultranopean demagnetoinnin havainnoinnin, mikä avaa oven fysiikan, biologian, kemian, materiaalitieteen ja tekniikan tutkimukselle, tutkimusryhmä sanoo.
Tutkijat sanovat, että professori Liangin asiantuntemus ultranopeassa kuvantamisessa on saavuttanut maailmanlaajuista tunnustusta. Hänen aiempi työnsä vuonna 2018 loi pohjan SCARFille, ylittäen olemassa olevien nopeiden kamerajärjestelmien rajoitukset.
Vaikka aikaisemmat lähestymistavat sisälsivät kehysten peräkkäisen kaappauksen, tämä menetelmä aiheutti ongelmia havaittaessa ei-toistuvia tai ultranopeita ilmiöitä. Professori Jinyang tunnistaa nykyisten havaintomenetelmien rajoitukset ja mainitsee esimerkkejä, kuten femtosekundin laserablaatio, shokkiaaltojen vuorovaikutus elävien solujen kanssa ja optinen kaaos.
Ratkaisemalla nämä ongelmat hän kehitti T-CUP-järjestelmän, joka pystyy tuottamaan 10 biljoonaa kuvaa sekunnissa, mikä on merkittävä saavutus reaaliaikaisen kuvantamisen alalla. Tällä alalla on kuitenkin edelleen ongelmia.
"Monet pakattuun nopeaan valokuvaukseen perustuvat järjestelmät joutuvat käsittelemään tietojen heikkenemistä ja uhraamaan syväterävyysjaksoja. Nämä rajoitukset liittyvät toimintaperiaatteeseen, joka edellyttää samanaikaista kohtauksen ja koodatun aukon siirtoa", sanoi Miguel Marques, tutkija ja yksi tutkimuksen ensimmäisistä tekijöistä lehdistötiedotteessa.
SCARF on poikkeama näistä rajoituksista. Toisin kuin aikaisemmissa järjestelmissä, se käyttää kuvanottomenetelmää, joka mahdollistaa staattisen koodatun aukon erittäin nopean laajentamisen ilman, että ultranopea ilmiö muuttuu. Tämä mahdollistaa täyden sekvenssikoodauksen jopa 156,3 THz taajuudella kameran yksittäisiin pikseleihin, mikä tarjoaa ennennäkemättömän käsityksen ainutlaatuisista ilmiöistä.
SCARFin merkitys ylittää tieteellisen tutkimuksen. Teknologia lupaa taloudellisia sivuvaikutuksia, ja yritykset, kuten Axis Photonique ja Few-Cycle, työskentelevät professori Liangin tiimin kanssa kaupallistaakseen patenttia odottavan löytönsä.
Lue myös: