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每秒捕捉156万亿帧图像 迄今拍照速度最快相机面世
家核优居 2024-04-17 16:04:54 来源: 证券时报

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  科技日报北京4月16日电 (记者刘霞)加拿大科学家研制出迄今已知速度最快的相机,其能以每秒156万亿帧的速度拍摄图像。这种相机使科学家能管窥飞秒(万亿分之一秒)内发生的现象,从而帮助他们打造超快的磁存储设备,并开创超声波医疗新领域。相关论文发表于新一期《自然·通讯》杂志。

  对超快现象成像面临的主要挑战是,此前即使最快的相机传感器也只能以每秒数亿帧的速度捕捉镜头,但自然界中许多事件的发生速度比这快五六个数量级。

  2020年,加拿大魁北克大学国立科学研究院(INRS)团队借助“压缩超快摄影”技术,将照相机的成像速度提高到每秒70万亿帧。而在最新研究中,他们利用“扫频编码孔径实时飞秒成像”(SCARF)技术,将这一速度提高了一倍多。

  新SCARF相机的独特之处在于其成像方式。通过超快速扫描静态编码孔径,该相机能够在不剪切超快现象的情况下捕获图像。这种创新方法使相机能够以每秒156万亿帧的速度捕捉极快的“啁啾”激光脉冲。在这些激光中,光的波长被拉伸,使不同颜色的光在不同时间进入传感器,从而捕获空间信息。随后,先进的计算机算法会对原始图像数据进行处理,将数万亿帧中的每一帧转换为清晰的图像。

  团队使用新设备为吸收激光脉冲光子的半导体,以及对合金膜消磁的激光拍了照片,后者对开发基于磁性的新型计算存储器具有重要意义。该相机还有望记录细胞对超声波设备引起的冲击波的反应,从而对医疗领域产生重大影响。(科技日报)

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