.){kind=link}
Ingenjörer vid det kanadensiska forskningscentret INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Center presenteras världens snabbaste kamera, som kan fotografera med imponerande 156,3 biljoner bilder per sekund (fps).
Medan slow-motion-funktioner på smartphones vanligtvis körs med några hundra bilder per sekund, kan professionella biokameror gå upp till flera tusen bilder per sekund för jämnare film. Men för att fördjupa sig i händelser på nanonivå är det nödvändigt att sakta ner hastigheten avsevärt - till miljarder eller till och med biljoner bilder per sekund.
Nyligen utvecklad kamera har förmågan att fånga händelser som inträffar inom femtosekunder, det vill säga kvadrilliondelar av en sekund. Genombrottet leddes av INRS professor Jinyang Liang och hans forskargrupp. Deras arbete visar utvecklingen av ett ultrasnabbt kamerasystem som kan fånga upp till 156,3 biljoner bilder per sekund med extrem precision. Detta framsteg möjliggör tvådimensionell optisk avbildning av ultrasnabb avmagnetisering i en enda ögonblicksbild, som tidigare var ouppnåelig.
Systemet, kallat SCARF (real-time coded aperture femtophotography), representerar ett stort framsteg inom området för ultrasnabb bildbehandling. Det möjliggör observation av transient absorption i halvledare och ultrasnabb avmagnetisering av metallegeringar, vilket öppnar dörren till forskning inom fysik, biologi, kemi, materialvetenskap och teknik, säger forskargruppen.
Forskarna säger att professor Liangs expertis inom ultrasnabb bildbehandling har vunnit erkännande över hela världen. Hans tidigare arbete 2018 lade grunden för SCARF och övervann begränsningar i befintliga höghastighetskamerasystem.
Även om tidigare tillvägagångssätt involverade att sekventiellt fånga bildrutor efter varandra, skapade denna metod problem när man observerade icke-repetitiva eller ultrasnabba fenomen. Professor Jinyang identifierar begränsningar i nuvarande observationstekniker och citerar exempel som femtosekundlaserablation, interaktionen mellan chockvågor och levande celler och optiskt kaos.
För att lösa dessa problem utvecklade han T-CUP-systemet, kapabelt till 10 biljoner bilder per sekund, en betydande prestation inom området för realtidsavbildning. Problem kvarstår dock på detta område.
"Många system baserade på komprimerad höghastighetsfotografering måste hantera dataförsämring och offra skärpedjupsekvenser. Dessa begränsningar är relaterade till funktionsprincipen, som kräver en samtidig förskjutning av scenen och den kodade bländaren, säger Miguel Marques, en forskarassistent och en av de första författarna till studien, i ett pressmeddelande.
SCARF är ett avsteg från dessa begränsningar. Till skillnad från tidigare system använder den en bildinsamlingsmetod som möjliggör ultrasnabb expansion av en statisk kodad bländare utan att förändra det ultrasnabba fenomenet. Detta möjliggör fullsekvenskodning vid upp till 156,3 THz till enskilda pixlar på kameran, vilket ger oöverträffad inblick i unika fenomen.
Vikten av SCARF går utöver vetenskaplig forskning. Tekniken lovar ekonomiska avknoppningar, med företag som Axis Photonique och Few-Cycle som arbetar med professor Liangs team för att kommersialisera deras patentsökta upptäckt.
Läs också: