Найшвидша у світі: камера SCARF може знімати 156,3 трильйона кадрів на секунду

Дослідники з Національного дослідницького центру Institut National de la Recherche Scientifique (INRS, Канада) розробили нову надшвидку систему камер, яка може записувати разюче точні зображення зі швидкістю до 156,3 трильйона кадрів на секунду (fps). Для порівняння, професійні кінематографічні камери можуть похвалитися тисячами кадрів на секунду, передає Interesting engineering.

Камера отримала назву SCARF, що означає фемтофотографія в реальному часі з кодованою апертурою. Вона працює на основі нової технології, яка може реєструвати такі події, як надшвидке розмагнічування металевого сплаву і перехідне поглинання в напівпровіднику. Дослідники стверджують, що ця технологія стане в пригоді в таких сферах, як фізика, біологія, хімія, матеріалознавство, інженерія.

Досі основним методом, використовуваним надшвидкими системами камер, була зйомка окремих кадрів по одному. Вони проводили швидкі повторювані вимірювання для збору даних, а потім об'єднували все у фільм, що відтворював рух, який вони бачили. На думку вчених, цей метод обмежував їх інертними матеріалами або явищами, що відбуваються щоразу однаково. Це обмеження зробило підхід непридатним для спостереження за неповторюваними явищами або явищами, що відбуваються на надшвидких швидкостях.

Система T-CUP (надшвидка фотографія зі стисненням трильйона кадрів за секунду) змогла захоплювати десять трильйонів кадрів за секунду, що знаменує собою значний прогрес у напрямку надшвидкої одноразової зйомки в реальному часі. Команда вирішила вдосконалити цю технологію.

SCARF діє шляхом створення "чирпуючого" ультракороткого лазерного імпульсу, який проходить через об'єкт спостереження. Уявіть собі світло як спектр, схожий на веселку: спочатку червоні хвилі перехоплюють подію, за ними йдуть помаранчеві, жовті та поширюються вниз по спектру до фіолетового. Через швидкість події кожен наступний "колір" фіксує її в іншому стані, дозволяючи імпульсу інкапсулювати всю трансформацію за надзвичайно короткий проміжок часу.

За словами вчених, це дає змогу окремим пікселям камери, що використовує пристрій із зарядовим зв'язком (CCD), отримувати швидкість кодування повної послідовності до 156,3 ТГц. Ці результати можуть бути досягнуті як у режимі відбиття, так і в режимі передачі всього за один прохід з регульованою частотою кадрів і просторовими масштабами.

SCARF дасть змогу спостерігати рідкісні явища, як-от механіка ударних хвиль у живих клітинах або матерії, що є надшвидкими, неповторюваними або складно відтворюваними. Ці спостереження можуть допомогти в розробці більш ефективних фармацевтичних препаратів.

Команда наразі співпрацює з двома компаніями, Axis Photonique і Few-Cycle, над розробкою комерційної версії своєї запатентованої технології.

Раніше писали про те, що створено підводну фотокамеру без батареї: пристрій живиться від звуку. Підводна зйомка ведеться на глибині до 40 м, а фото передаються на комп'ютер у вигляді цифрового коду.