Naukowcy wynaleźli najszybszy aparat na świecie - biliony klatek na sekundę

Chociaż najbardziej zaawansowane aparaty bezlusterkowe potrafią rejestrować ponad 100 kl/s w trybie zdjęć seryjnych, to bledną przy tym, co opracowali naukowcy z Kanady - Ich aparat jest w stanie rejestrować do 156,3 biliona klatek na sekundę. Aparat nazywa się SCARF i został opracowany w celu badania zdarzeń, które dzieją się za szybko dla pozostałych aparatów. Naukowcy opisują metodę rejestrowania obrazów z taką prędkością jako „femtofotografię w czasie rzeczywistym z kodowaną aperturą”.

Najszybsza kamera na świecie

SCARF różni się od poprzednich ultra szybkich systemów kamer, które rejestrowały pojedyncze klatki i następnie kompilowały je w film w celu pokazania ultra krótkich zdarzeń. Zamiast tego zespół Énergie Matériaux Télélecommunications w Research Center Institut National de la Recherche Scientifique (INRS) w Quebecu w Kanadzie zastosował pasywne obrazowanie femtosekundowe, które umożliwia system T-CUP (ultra szybka fotografia ze skompresowanymi bilionami klatek na sekundę). To umożliwiło uzyskanie tak ogromnej wydajności trybu seryjnego.

Zespół badaczy odpowiedzialny za opracowanie aparatu SCARF zdolnego wykonywać 156,3 biliona kl./s. / Źródło: Research Center Institut National de la Recherche Scientifique (INRS) w Quebecu w Kanadzie

Badaniami tymi kierował profesor Jinyang Liang, będący pionierem tak szybkiego obrazowania, którego przełomowe badania stały się podstawą tego projektu. Opracowana przez zespół technologia daje duży postęp, gdyż pozwala na badanie przykładowo "ablacji laserem femtosekundowym czy interakcji fali uderzeniowej z żywymi komórkami", co było niemożliwe w przypadku poprzednich ultra szybkich systemów kamer.

SCARF inicjuje ultra krótkie, powtarzające się impulsy laserowe z częstotliwością 156,3 biliona razy na sekundę, przemieszczające się przez obserwowany przez kamerę obiekt. Kamera wykorzystuje metodę obrazowania obliczeniowego do przechwytywania informacji przestrzennych, pozwalając światłu padać na czujnik w nieco różnym czasie. Dane są następnie przetwarzane przez algorytm komputerowy, który dekoduje przesunięte w czasie dane wejściowe i tworzy pełen obraz. Zdaniem zespołu badaczy umożliwia to pojedynczym pikselom aparatu wykorzystującego sensor CCD uzyskanie kodowanie pełnosekwencyjnego z szybkością do 156,3 THz.

Wyniki badań naukowców zostały opublikowane w czasopiśmie Nature. Pozostaje pogratulować osiągnieć i trzymać kciuki, aby udawało się przekraczać kolejne granice percepcji.