.){kind=link}
Các kỹ sư của trung tâm nghiên cứu Canada INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Center trình bày máy ảnh nhanh nhất thế giới, có khả năng chụp với tốc độ ấn tượng 156,3 nghìn tỷ khung hình mỗi giây (khung hình / giây).
Trong khi tính năng quay chậm trên điện thoại thông minh thường chạy ở tốc độ vài trăm khung hình/giây thì máy quay phim chuyên nghiệp có thể lên tới vài nghìn khung hình/giây để có cảnh quay mượt mà hơn. Tuy nhiên, để đi sâu vào các sự kiện ở cấp độ nano, cần phải giảm tốc độ đáng kể - xuống hàng tỷ, thậm chí hàng nghìn tỷ khung hình mỗi giây.
Được phát triển gần đây máy quay tự hào có khả năng nắm bắt các sự kiện xảy ra trong vòng femto giây, tức là một phần triệu giây. Bước đột phá này được dẫn dắt bởi Giáo sư Jinyang Liang của INRS và nhóm nghiên cứu của ông. Công trình của họ thể hiện sự phát triển của một hệ thống camera cực nhanh có khả năng chụp tới 156,3 nghìn tỷ khung hình mỗi giây với độ chính xác cực cao. Tiến bộ này cho phép chụp ảnh quang học hai chiều về quá trình khử từ cực nhanh chỉ trong một ảnh chụp nhanh, điều mà trước đây không thể đạt được.
Hệ thống có tên SCARF (chụp ảnh nữ khẩu độ được mã hóa theo thời gian thực), thể hiện một bước tiến lớn trong lĩnh vực chụp ảnh cực nhanh. Nhóm nghiên cứu cho biết nó cho phép quan sát sự hấp thụ nhất thời trong chất bán dẫn và quá trình khử từ cực nhanh của hợp kim kim loại, mở ra cánh cửa nghiên cứu về vật lý, sinh học, hóa học, khoa học vật liệu và kỹ thuật.
Các nhà nghiên cứu cho biết chuyên môn về hình ảnh cực nhanh của Giáo sư Liang đã được công nhận trên toàn thế giới. Công việc trước đây của anh vào năm 2018 đã đặt nền móng cho SCARF, khắc phục những hạn chế trong hệ thống camera tốc độ cao hiện có.
Mặc dù các phương pháp trước đây liên quan đến việc chụp tuần tự các khung hình lần lượt, nhưng phương pháp này đã tạo ra vấn đề khi quan sát các hiện tượng không lặp lại hoặc cực nhanh. Giáo sư Jinyang xác định những hạn chế của các phương pháp quan sát hiện tại, trích dẫn các ví dụ như cắt bỏ bằng laser femto giây, sự tương tác của sóng xung kích với tế bào sống và sự hỗn loạn quang học.
Để giải quyết những vấn đề này, ông đã phát triển hệ thống T-CUP, có khả năng xử lý 10 nghìn tỷ khung hình mỗi giây, một thành tựu đáng kể trong lĩnh vực chụp ảnh thời gian thực. Tuy nhiên, vấn đề trong lĩnh vực này vẫn còn.
“Nhiều hệ thống dựa trên nén ảnh tốc độ cao phải đối mặt với tình trạng suy giảm dữ liệu và hy sinh độ sâu của chuỗi trường ảnh. Miguel Marques, cộng tác viên nghiên cứu và là một trong những tác giả đầu tiên của nghiên cứu, cho biết trong một thông cáo báo chí: “Những hạn chế này liên quan đến nguyên tắc hoạt động, đòi hỏi phải chuyển đổi đồng thời cảnh và khẩu độ được mã hóa”.
SCARF là sự thoát khỏi những hạn chế này. Không giống như các hệ thống trước đây, nó sử dụng phương pháp thu nhận hình ảnh cho phép mở rộng cực nhanh khẩu độ được mã hóa tĩnh mà không làm thay đổi hiện tượng cực nhanh. Điều này cho phép mã hóa chuỗi đầy đủ ở tần số lên tới 156,3 THz thành từng pixel trên máy ảnh, mang lại cái nhìn sâu sắc chưa từng có về các hiện tượng độc đáo.
Tầm quan trọng của SCARF vượt xa nghiên cứu khoa học. Công nghệ này hứa hẹn mang lại những lợi ích kinh tế khi các công ty như Axis Photonique và few-Cycle làm việc với nhóm của Giáo sư Liang để thương mại hóa phát hiện đang chờ cấp bằng sáng chế của họ.
Đọc thêm: