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캐나다 연구 센터 INRS Energie Matériaux Télécommunications Research Center의 엔지니어 제시 초당 156,3조 천억 프레임(fps)의 놀라운 속도로 촬영할 수 있는 세계에서 가장 빠른 카메라입니다.
스마트폰의 슬로우 모션 기능은 일반적으로 초당 수백 프레임으로 실행되는 반면, 전문 영화 카메라는 보다 부드러운 영상을 위해 초당 최대 수천 프레임까지 실행할 수 있습니다. 그러나 나노 수준의 이벤트를 조사하려면 속도를 초당 수십억 또는 심지어 수조 프레임까지 크게 낮춰야 합니다.
최근에 개발됨 카메라 펨토초, 즉 156,3조분의 초 내에 발생하는 이벤트를 캡처하는 능력을 자랑합니다. 이 돌파구는 INRS 교수 Jinyang Liang과 그의 연구팀이 주도했습니다. 그들의 연구는 극도의 정밀도로 초당 최대 조 억 프레임을 캡처할 수 있는 초고속 카메라 시스템의 개발을 보여줍니다. 이러한 발전으로 이전에는 달성할 수 없었던 단일 스냅샷으로 초고속 자기소거의 차원 광학 이미징이 가능해졌습니다.
SCARF(실시간 코드 조리개 펨토포토그래피)라는 시스템은 초고속 이미징 분야의 주요 발전을 나타냅니다. 연구팀은 이를 통해 반도체의 일시적인 흡수와 금속 합금의 초고속 자기소거를 관찰할 수 있어 물리학, 생물학, 화학, 재료과학 및 공학 연구의 문이 열렸다고 말했습니다.
연구원들은 초고속 이미징 분야에서 Liang 교수의 전문성이 전 세계적으로 인정을 받았다고 말합니다. 2018년 전작은 기존 초고속 카메라 시스템의 한계를 극복하며 SCARF의 기반을 마련했다.
이전 접근 방식에서는 프레임을 순차적으로 캡처하는 방식이 사용되었지만 이 방법은 비반복적이거나 초고속 현상을 관찰할 때 문제를 일으켰습니다. 진양 교수는 펨토초 레이저 절제, 충격파와 살아있는 세포의 상호작용, 광학적 혼돈 등을 예로 들면서 현재 관측 기술의 한계를 지적합니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 그는 실시간 이미징 분야에서 중요한 성과인 초당 10조 프레임을 처리할 수 있는 T-CUP 시스템을 개발했습니다. 그러나 이 분야에는 문제가 남아있습니다.
“압축된 고속 사진을 기반으로 하는 많은 시스템은 데이터 품질 저하를 처리하고 피사계 심도 시퀀스를 희생해야 합니다. 이러한 제한은 장면과 코드화된 조리개의 동시 이동이 필요한 작동 원리와 관련이 있습니다."라고 연구 동료이자 연구의 첫 번째 저자 중 한 명인 Miguel Marques는 보도 자료에서 말했습니다.
SCARF는 이러한 한계에서 벗어났습니다. 이전 시스템과 달리 초고속 현상을 이동시키지 않고 정적 코딩 조리개를 초고속으로 확장할 수 있는 이미지 획득 방법을 사용합니다. 이를 통해 카메라의 개별 픽셀에 최대 156,3THz의 전체 시퀀스 인코딩이 가능해 고유한 현상에 대한 전례 없는 통찰력을 제공합니다.
SCARF의 중요성은 과학적 연구 그 이상입니다. 이 기술은 Axis Photonique 및 Few-Cycle과 같은 회사가 Liang 교수 팀과 협력하여 특허 출원 중인 발견을 상업화함으로써 경제적 분사를 약속합니다.
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