Ingeniører ved det kanadiske forskningssenteret INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Center presentert verdens raskeste kamera, i stand til å ta bilder med imponerende 156,3 billioner bilder per sekund (fps).
Mens saktefilmfunksjoner på smarttelefoner vanligvis kjører med noen få hundre bilder per sekund, kan profesjonelle kinokameraer gå opp til flere tusen bilder per sekund for jevnere opptak. Men for å fordype seg i hendelser på nano-nivå, er det nødvendig å redusere hastigheten betydelig - til milliarder eller til og med billioner av bilder per sekund.
Nylig utviklet kamera har evnen til å fange opp hendelser som skjer innen femtosekunder, det vil si kvadrilliondeler av et sekund. Gjennombruddet ble ledet av INRS-professor Jinyang Liang og hans forskerteam. Arbeidet deres demonstrerer utviklingen av et ultraraskt kamerasystem som er i stand til å fange opp til 156,3 billioner bilder per sekund med ekstrem presisjon. Dette fremskrittet muliggjør todimensjonal optisk avbildning av ultrarask avmagnetisering i et enkelt øyeblikksbilde, som tidligere var uoppnåelig.
Systemet, kalt SCARF (real-time coded aperture femtophotography), representerer et stort fremskritt innen ultrarask bildebehandling. Det muliggjør observasjon av forbigående absorpsjon i halvledere og ultrarask demagnetisering av metallegeringer, og åpner døren for forskning innen fysikk, biologi, kjemi, materialvitenskap og ingeniørvitenskap, sier forskerteamet.
Forskerne sier at professor Liangs ekspertise innen ultrarask bildebehandling har fått verdensomspennende anerkjennelse. Hans tidligere arbeid i 2018 la grunnlaget for SCARF, og overkom begrensninger i eksisterende høyhastighetskamerasystemer.
Selv om tidligere tilnærminger innebar sekvensielt å fange bilder etter hverandre, skapte denne metoden problemer når man observerte ikke-repeterende eller ultraraske fenomener. Professor Jinyang identifiserer begrensningene ved nåværende observasjonsmetoder, og siterer eksempler som femtosekund laserablasjon, samspillet mellom sjokkbølger og levende celler og optisk kaos.
For å løse disse problemene utviklet han T-CUP-systemet, i stand til 10 billioner bilder per sekund, en betydelig prestasjon innen sanntidsbilde. Imidlertid gjenstår problemer på dette feltet.
"Mange systemer basert på komprimert høyhastighetsfotografering må håndtere dataforringelse og ofre dybdeskarphetsekvenser. Disse begrensningene er relatert til operasjonsprinsippet, som krever en samtidig forskyvning av scenen og den kodede blenderåpningen," sa Miguel Marques, en forskningsmedarbeider og en av de første forfatterne av studien, i en pressemelding.
SKJERF er et avvik fra disse begrensningene. I motsetning til tidligere systemer, bruker den en bildeoppsamlingsmetode som muliggjør ultrarask utvidelse av en statisk kodet blenderåpning uten å forskyve det ultraraske fenomenet. Dette muliggjør fullsekvenskoding på opptil 156,3 THz til individuelle piksler på kameraet, og gir enestående innsikt i unike fenomener.
Betydningen av SCARF går utover vitenskapelig forskning. Teknologien lover økonomiske ringvirkninger, med selskaper som Axis Photonique og Few-Cycle som jobber med professor Liangs team for å kommersialisere deres patentsøkte oppdagelse.
Les også:
Legg igjen en kommentar