.){kind=link}
Inžinieri kanadského výskumného centra INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Center predložené najrýchlejší fotoaparát na svete, ktorý dokáže snímať pôsobivou rýchlosťou 156,3 bilióna snímok za sekundu (fps).
Zatiaľ čo funkcie spomaleného pohybu na smartfónoch zvyčajne bežia rýchlosťou niekoľko stoviek snímok za sekundu, profesionálne filmové kamery dokážu dosiahnuť plynulejší záznam až niekoľko tisíc snímok za sekundu. Aby sme sa však mohli ponoriť do udalostí na nanoúrovni, je potrebné výrazne spomaliť rýchlosť – na miliardy či dokonca bilióny snímok za sekundu.
Nedávno vyvinuté kamera sa môže pochváliť schopnosťou zachytiť udalosti vyskytujúce sa v priebehu femtosekúnd, teda kvadrilióntiny sekundy. Prielom viedol profesor INRS Jinyang Liang a jeho výskumný tím. Ich práca demonštruje vývoj ultrarýchleho kamerového systému schopného zachytiť až 156,3 bilióna snímok za sekundu s extrémnou presnosťou. Tento pokrok umožňuje dvojrozmerné optické zobrazenie ultrarýchlej demagnetizácie v jedinom snímku, čo bolo predtým nedosiahnuteľné.
Systém s názvom SCARF (real-time coded aperture femtophotography) predstavuje veľký pokrok v oblasti ultrarýchleho zobrazovania. Umožňuje pozorovanie prechodovej absorpcie v polovodičoch a ultrarýchlu demagnetizáciu kovových zliatin, čo otvára dvere výskumu fyziky, biológie, chémie, materiálovej vedy a inžinierstva, hovorí výskumný tím.
Vedci tvrdia, že odbornosť profesora Lianga v oblasti ultrarýchleho zobrazovania získala celosvetové uznanie. Jeho predchádzajúca práca v roku 2018 položila základy pre SCARF a prekonala obmedzenia existujúcich vysokorýchlostných kamerových systémov.
Hoci predchádzajúce prístupy zahŕňali sekvenčné snímanie snímok jeden po druhom, táto metóda spôsobovala problémy pri pozorovaní neopakujúcich sa alebo ultrarýchlych javov. Profesor Jinyang identifikuje obmedzenia súčasných metód pozorovania, pričom uvádza príklady, ako je ablácia femtosekundovým laserom, interakcia rázových vĺn so živými bunkami a optický chaos.
Na vyriešenie týchto problémov vyvinul systém T-CUP, schopný 10 biliónov snímok za sekundu, čo je významný úspech v oblasti zobrazovania v reálnom čase. Problémy v tejto oblasti však pretrvávajú.
„Mnoho systémov založených na komprimovanej vysokorýchlostnej fotografii sa musí vysporiadať s degradáciou dát a obetovať hĺbku poľa sekvencií. Tieto obmedzenia súvisia s princípom fungovania, ktorý vyžaduje súčasný posun scény a kódovaného otvoru,“ uviedol v tlačovej správe Miguel Marques, výskumný spolupracovník a jeden z prvých autorov štúdie.
SCARF je odklon od týchto obmedzení. Na rozdiel od predchádzajúcich systémov využíva metódu získavania obrazu, ktorá umožňuje ultrarýchle rozšírenie statickej kódovanej clony bez posunutia ultrarýchleho javu. To umožňuje plné sekvenčné kódovanie pri frekvencii až 156,3 THz na jednotlivé pixely vo fotoaparáte, čo poskytuje bezprecedentný pohľad na jedinečné javy.
Význam SCARF presahuje vedecký výskum. Technológia sľubuje ekonomické vedľajšie produkty, pričom spoločnosti ako Axis Photonique a Few-Cycle spolupracujú s tímom profesora Lianga na komercializácii ich objavu, ktorý čaká na patent.
Prečítajte si tiež: