Создана камера, способная практически “заморозить” свет

02.05.2017 6:10

Современные скоростные камеры, предназначенные для проведения замедленной съемки, снимают со скоростью порядка 100 тысяч кадров в секунду.

Но исследователи из Лундского университета (Lund University), Швеция, разработали новую сверхвысокоскоростную камеру, скорость съемки которой составляет пять триллионов кадров в секунду. Это позволяет при помощи новой камеры фиксировать события, длящиеся 0.2 триллионных доли секунды, и такого уже вполне достаточно для фиксации быстрых процессов из области химии, физике и биологии, которые ранее не удавалось “запечатлеть на пленке”.

Для демонстрации возможностей новой технологии сверхскоростной съемки ученые сняли то, как импульс света, группа фотонов, перемещается на расстояние, равное толщине листа бумаги.

В действительности этот процесс происходит за пикосекунду времени, но новая камера позволила замедлить его в триллион раз. Существующие высокоскоростные камеры, как и обычные, захватывают кадры последовательно друг за другом.

Но новая технология съемки использует инновационный алгоритм захвата FRAME (Frequency Recognition Algorithm for Multiple Exposures)., получая несколько закодированных изображений на одном кадре.

И последующая математическая обработка такого кадра позволяет воспроизвести последовательность из нескольких кадров.

Описанный выше метод реализуется за счет освещения объекта съемки чередой сверхкоротких импульсов лазерного света, каждый из которых “закодирован” определенным образом.

Используя данные о кодировании импульсов света в качестве своего рода “ключей шифрования”, специализированный алгоритм может отделить каждый кадр последовательности из одного общего снимка.

Новая камера предназначена для проведения исследований быстрых процессов, которые происходят в масштабе времени в пикосекунды и сотни фемтосекунд.

“Такие быстрые процессы происходят во время взрывов, плазменных вспышек, при бурном сгорании и во время других химических реакций” – рассказывает Элиас Кристенссон (Elias Kristensson), – “Теперь мы в состоянии произвести съемку таких чрезвычайно быстрых процессов, а в более долгосрочной перспективе подобная технология может стать доступной для промышленного применения”.

Сейчас высокоскоростная камера на основе алгоритма FRAME представляет собой громоздкую лабораторную установку, собранную из большого количества лазеров, датчиков, линз и других оптических компонентов.

И для того, чтобы превратить все это в вид одного законченного устройства, ученым, по их прогнозам, потребуется около двух лет.