.){kind=link}
Інженери канадського дослідницького центру INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Centre представили найшвидшу у світі камеру, здатну знімати з вражаючою швидкістю 156,3 трлн кадрів в секунду (fps).
У той час як функції сповільненої зйомки на смартфонах зазвичай працюють зі швидкістю кілька сотень кадрів в секунду, професійні кінематографічні камери можуть досягати декількох тисяч кадрів в секунду для більш плавних кадрів. Однак, щоб заглибитися в події на нанорівні, необхідно значно сповільнити швидкість – до мільярдів або навіть трильйонів кадрів на секунду.
Нещодавно розроблена камера може похвалитися здатністю фіксувати події, що відбуваються протягом фемтосекунд, тобто квадрильйонних часток секунди. Прорив був здійснений під керівництвом професора INRS Цзіньяна Ляна та його дослідницької групи. Їх робота демонструє розробку надшвидкої системи камер, здатної знімати до 156,3 трлн кадрів на секунду з надзвичайною точністю. Це досягнення уможливлює двомірну оптичну візуалізацію надшвидкого розмагнічування за один знімок, що раніше було недосяжним.
Система, що отримала назву SCARF (фемтофотографія з кодованою апертурою в реальному часі), являє собою значний прогрес в області надшвидкої візуалізації. Вона дозволяє спостерігати перехідне поглинання в напівпровідниках і надшвидке розмагнічування металевих сплавів, відкриваючи двері для досліджень у фізиці, біології, хімії, матеріалознавстві та інженерії, стверджує дослідницька група.
Дослідники стверджують, що досвід професора Ляна в галузі надшвидкої візуалізації отримав світове визнання. Його попередня робота у 2018 році заклала основу для SCARF, усуваючи обмеження в існуючих надшвидкісних системах камер.
Хоча попередні підходи передбачали послідовне захоплення кадрів один за одним, цей метод створював проблеми при спостереженні неповторюваних або надшвидких явищ. Професор Цзіньян визначає обмеження в сучасних методах спостереження, наводячи такі приклади, як фемтосекундна лазерна абляція, взаємодія ударних хвиль з живими клітинами та оптичний хаос.
Розв’язуючи ці проблеми, він розробив систему T-CUP, здатну робити 10 трлн кадрів на секунду, що є значним досягненням у сфері візуалізації в реальному часі. Проте, проблеми в цій галузі залишаються.
“Багато систем, заснованих на стисненій надшвидкісній фотографії, повинні справлятися з погіршенням якості даних і жертвувати глибиною послідовності полів зору. Ці обмеження пов’язані з принципом роботи, який вимагає одночасного зсуву сцени і кодованої діафрагми”, – сказав Мігель Маркес, науковий співробітник і один з перших авторів дослідження, в прес-релізі для преси.
SCARF є відходом від цих обмежень. На відміну від попередніх систем, він використовує спосіб отримання зображень, який дозволяє проводити надшвидке розгорнення статичної кодованої апертури без зсуву надшвидкого явища. Це дає змогу кодувати повну послідовність зі швидкістю до 156,3 ТГц до окремих пікселів на камері, забезпечуючи безпрецедентне розуміння унікальних явищ.
Значення SCARF виходить за межі наукових досліджень. Технологія обіцяє економічні побічні ефекти: такі компанії, як Axis Photonique та Few-Cycle, співпрацюють з командою професора Ляна над комерціалізацією свого відкриття, на яке подано заявку на отримання патенту.
Читайте також: