Сверхбыстрая камера снимает 1 трлн кадров в секунду

ударные волны

Чуть более года назад Лихун Ван из Калифорнийского технологического института разработал самую быструю в мире камеру-устройство, способное делать 10 триллионов снимков в секунду. Он настолько быстр, что может даже захватывать свет, перемещающийся в замедленном режиме.

Но иногда просто быть быстрым недостаточно. Действительно, даже самая быстрая камера не может снимать то, что она не может видеть. С этой целью профессор медицинской техники и электротехники Брен Ванг разработал новую камеру, которая может принимать до 1 триллиона снимков в секунду прозрачных объектов. Статья о камере появилась в номере от 17 января журнала Science Advances .

Технология камеры, которую Ван называет фазочувствительной сжатой сверхбыстрой фотографией (pCUP), может снимать на видео не только прозрачные объекты, но и более эфемерные вещи, такие как ударные волны и, возможно, даже сигналы, которые проходят через нейроны.

Ван объясняет, что его новая система визуализации сочетает в себе систему высокоскоростной фотографии, которую он ранее разработал со старой технологией, фазово-контрастной микроскопией, которая была разработана, чтобы позволить лучше визуализировать объекты, которые в основном прозрачны, такие как клетки, которые в основном являются водой.

Импульс лазерного света проходит через кристалл в замедленном режиме

«То, что мы сделали,-это адаптация стандартной фазово-контрастной микроскопии, чтобы она обеспечивала очень быстрое изображение, что позволяет нам отображать сверхбыстрые явления в прозрачных материалах», — говорит Ван.

Быстродействующая часть системы состоит из чего-то, что Ван называет lossless encoding compressed ultrafast technology (LLE-CUP). В отличие от большинства других сверхбыстрых технологий видеоизображения, которые принимают серию изображений подряд при повторении событий, система LLE-CUP делает один снимок, захватывая все движение, которое происходит в течение времени, которое занимает снимок для завершения. Поскольку это гораздо быстрее сделать один снимок, чем несколько снимков, LLE-CUP способен захватывать движение, такое как движение самого света, то есть слишком быстро, чтобы быть изображенным более типичной технологией камеры .

В новой статье Ван И его коллеги-исследователи демонстрируют возможности pCUP, представляя распространение ударной волны через воду и лазерного импульса, проходящего через кусок кристаллического материала.

Ван говорит, что эта технология, хотя она еще находится на ранней стадии своего развития, в конечном счете может найти применение во многих областях, включая физику, биологию или химию.

«Когда сигналы проходят через нейроны, происходит минутное расширение нервных волокон, которое мы надеемся увидеть. Если у нас есть сеть нейронов, возможно, мы сможем увидеть их связь в реальном времени», — говорит Ван. Кроме того, говорит он, поскольку известно, что температура изменяет фазовый контраст, система «может быть в состоянии представить, как фронт пламени распространяется в камере сгорания.»

Статья, описывающая pCUP, называется » Пикосекундное разрешение фазово-чувствительного изображения прозрачных объектов в одном кадре 

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

eight + one =