来源:INRS
作者:Ridden
文章由机器翻译
加拿大 INRS Énergie Matériaux Télécommunications 研究中心的工程师开发了世界上最快的相机,可以以惊人的每秒 156.3 万亿帧 (fps) 的速度拍摄。
手机中最好的慢动作相机通常以几百 fps 的速度工作。专业的电影摄影机可能会使用几千台,以达到更流畅的效果。但是,如果你想看看纳米尺度上发生了什么,你需要把速度放慢到每秒数十亿甚至数万亿帧。
据报道,新相机可以捕捉到飞秒范围内发生的事件 - 万亿分之一秒。作为参考,一秒钟内的这些数量大约与3200万年中的秒数一样多。
研究人员建立在他们早在2014年开发的技术之上,这种技术被称为压缩超快摄影(CUP),可以捕捉到现在看起来微不足道的1000亿fps。下一阶段被称为T-CUP,T代表“万亿帧/秒”——正如它所说,它能够达到10万亿帧/秒。然后在 2020 年,该团队通过一个名为压缩超快光谱摄影 (CUSP) 的版本将其提高到 70 万亿帧/秒。
现在,研究人员又将其翻了一番多,达到令人难以置信的每秒156.3万亿帧。新的相机系统被称为“扫描编码孔径实时飞秒摄影”(SCARF),它可以捕捉到发生得太快的事件,即使是以前的技术版本也无法看到。这包括冲击波穿过物质或活细胞之类的东西。
SCARF系统,世界上最快的相机,在labINRS
SCARF的工作原理是首先发射一个“啁啾”的超短激光脉冲,该脉冲穿过被成像的事件或物体。如果你把光想象成彩虹,红色波长将首先捕捉到事件,然后是橙色、黄色,然后向下到紫色。因为事件发生得如此之快,当每个连续的“颜色”到达它时,它看起来都不同,让脉冲捕捉到整个事物在极短的时间内变化。
然后,该光脉冲通过一系列组件,这些组件对其进行聚焦、反射、衍射和编码,直到最终到达电荷耦合器件 (CCD) 相机的传感器。然后将其转换为数据,可由计算机重建为最终图像。
虽然我们普通人不太可能观看SCARF系统捕获的气球爆裂的高速视频,但研究人员表示,捕捉新的超快现象可能有助于改善物理学,生物学,化学,材料科学和工程等领域。