据美国《每日科学》网站近日报道 , 加拿大和美国研究人员开发出目前世界上最快的照相机“T-CUP” , 其每秒能捕捉十万亿(1013)帧数据 。 这种新型相机几乎可以让时间“凝固” , 有助于科学家观察包括光在内的各种现象 , 进一步揭示光和物质之间相互作用的秘密 。
近年来 , 非线性光学与成像领域的创新成果互相补充 , 开发出许多高效新方法 , 帮助科学家从微观层面分析生物与物理学领域的动力学现象 。 但为了挖掘这些方法的潜力 , 还需在单次曝光过程中 , 以超短的时间分辨率 , 实时记录图像 。
如果采用现有成像技术 , 用超短激光脉冲进行测量 , 必须重复多次 , 且现有方法仅适合某些惰性样本 , 不适合那些更脆弱的样本 。 尽管压缩超快摄影(CUP)技术的处理速度接近一千亿帧/秒 , 却无法满足集成飞秒激光器的具体要求 。
有鉴于此 , 加拿大魁北克大学国立科学研究院的超短成像专家梁锦扬(音译)和美国加州理工学院医学与电子工程教授王立宏(音译)领导的团队 , 在飞秒条纹相机的基础上 , 开发出了这款新型T-CUP系统 。
王立宏解释:“只用飞秒条纹照相机 , 图像质量将受到限制 , 为改善这一点 , 我们增加了另一个相机来获取静态图像 。 新相机与飞秒条纹相机采集的图像结合 , 可获取高质量的图像 , 同时每秒记录十万亿帧数据 。 ”
研究人员表示 , T-CUP创造了实时成像速度的世界纪录 , 可助力新一代显微镜用于生物医学、材料科学与其他领域 。 而且 , 这种照相机能以无与伦比的时间分辨率 , 分析光线与物质之间的相互作用 。
在“首秀”中 , T-CUP在400飞秒的时间间隔内 , 拍摄了25帧图像 , 不仅记录了这一过程 , 还详细描述了光脉冲的形状、强度和倾斜角度 。
【迄今最快照相机每秒可拍十万亿帧】该研究负责人梁锦扬表示:“未来 , 我们有望将照相机的速度增至千万亿(1015)帧/秒 , 进一步揭示光和物质之间的秘密 。 ”
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