天博加拿大 INRSénergie Matériaux TéLé 通信研究中心的工程师开发出了世界上最快的相机,其拍摄速度可以达到惊人的每秒156.3万亿帧(Fps)。
手机中最好的慢镜头摄像头的速度通常是几百帧/秒。专业的电影摄影机可能会使用几千个,以达到更流畅的效果天博。但如果你想看到纳米尺度上发生了什么,你需要放慢速度,降到每秒数十亿甚至数万亿帧。
据报道,这种新相机可以捕捉到在飞秒范围内发生的事件,也就是千万亿分之一秒。作为参考,一秒钟的时间相当于3200万年的时间。
研究人员建立在他们早在2014年就开发的被称为压缩超快摄影(CUP)的技术之上,该技术可以捕捉到现在看起来微不足道的1000亿帧/秒。下一个阶段被称为:T-CUP,T代表“每秒万亿帧” —— 顾名思义,它能够达到10万亿帧/秒。然后在2020年,该团队用一个名为“压缩超快光谱摄影(CUSP)”的版本将其提升到70万亿帧/秒。
现在,研究人员又将其提高了一倍多,达到了令人难以置信的每秒156.3万亿帧。这种新相机系统被称为“扫描编码光圈实时飞行摄影”(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。这包括穿过物质或活细胞的冲击波。
SCARF的工作原理是首先发射一束“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,然后是紫色。因为事件发生得如此之快,当每个连续的“颜色”到达它的时候,它看起来是不同的,这使得脉冲能够在极短的时间内捕捉到整个事物的变化。
然后天博,光脉冲经过一系列的组件天博,这些组件对其进行聚焦、反射、衍射和编码天博,直到最后到达电荷耦合器件(CCD)相机的传感器。然后将其转换成数据,这些数据可以被计算机重构成最终的图像。
虽然,我们普通人不太可能看到由SCARF系统捕捉到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以帮助改善物理、生物、化学天博、材料科学和工程等领域。