Самая быстрая в мире: камера SCARF может снимать 156,3 триллиона кадров в секунду

Исследователи из Национального исследовательского центра Institut National de la Recherche Scientifique (INRS, Канада) разработали новую сверхбыструю систему камер, которая может записывать поразительно точные изображения со скоростью до 156,3 триллиона кадров в секунду (fps). Для сравнения, профессиональные кинематографические камеры могут похвастаться тысячами кадров в секунду, передает Interesting engineering.

Камера получила название SCARF, что означает фемтофотография в реальном времени с кодированной апертурой. Она работает на основе новой технологии, которая может регистрировать такие события, как сверхбыстрое размагничивание металлического сплава и переходное поглощение в полупроводнике. Исследователи утверждают, что данная технология пригодится в таких сферах, как физика, биология, химия, материаловедение, инженерия.

До сих пор основным методом, используемым сверхбыстрыми системами камер, была съемка отдельных кадров по одному. Они проводили быстрые повторяющиеся измерения для сбора данных, а затем объединяли все в фильм, воссоздававший движение, которое они видели. По мнению ученых, этот метод ограничивал их инертными материалами или явлениями, происходящими каждый раз одинаково. Это ограничение сделало подход непригодным для наблюдения за неповторяющимися явлениями или явлениями, происходящими на сверхбыстрых скоростях.

Система T-CUP (сверхбыстрая фотография со сжатием триллиона кадров в секунду) смогла захватывать десять триллионов кадров в секунду, что знаменует собой значительный прогресс в направлении сверхбыстрой однократной съемки в реальном времени. Команда решила усовершенствовать эту технологию.

SCARF действует путем создания "чирпирующего" ультракороткого лазерного импульса, который проходит через объект наблюдения. Представьте себе свет как спектр, похожий на радугу: сначала красные волны перехватывают событие, за ними следуют оранжевые, желтые и распространяются вниз по спектру до фиолетового. Из-за быстроты события каждый последующий "цвет" фиксирует его в другом состоянии, позволяя импульсу инкапсулировать всю трансформацию за чрезвычайно короткий промежуток времени.

По словам ученых, это позволяет отдельным пикселям камеры, использующей устройство с зарядовой связью (CCD), получать скорость кодирования полной последовательности до 156,3 ТГц. Эти результаты могут быть достигнуты как в режиме отражения, так и в режиме передачи всего за один проход с регулируемой частотой кадров и пространственными масштабами.

SCARF позволит наблюдать редкие явления, такие как механика ударных волн в живых клетках или материи, которые являются сверхбыстрыми, неповторяемыми или сложно воспроизводимыми. Эти наблюдения могут помочь в разработке более эффективных фармацевтических препаратов.

Команда в настоящее время сотрудничает с двумя компаниями, Axis Photonique и Few-Cycle, над разработкой коммерческой версией своей запатентованной технологии.

Ранее писали о том, что создана подводная фотокамера без батареи: устройство питается от звука. Подводная съемка ведется на глубине до 40 м, а фото передаются на компьютер в виде цифрового кода.