Разработана самая быстрая камера, делающая 10 триллионов кадров в секунду — Naked Science
13.10.2018
5 минут
Редакция
172

Разработана самая быстрая камера, делающая 10 триллионов кадров в секунду

Ученые из Канады и США создали новую технологию захвата изображений, способную открыть новую эпоху в микроскопии.

4-worldsfastes1

Профессор Национального научно-исследовательского института Канады Цзиньань Лян и его коллеги под руководством Лихонга Ванга разработали самую быструю камеру, которую они назвали T-CUP. Она производит 10 триллионов (1013) кадров в секунду. С помощью камеры можно буквально заморозить время, чтобы рассмотреть феномены — даже свет — в экстремально замедленном режиме. Работа описана в статье журнала Light: Science & Applications.

 

Сочетание инноваций с нелинейной оптикой и визуализацией в последние годы открыло дверь новым высокоэффективным методам в микроскопическом анализе динамических феноменов в биологии и физике. Однако использование потенциала этих методов требует способа регистрации изображений в реальном времени на очень коротком временном разрешении за один раз.

 

Используя нынешние техники визуализации, измерения при помощи ультракоротких лазерных импульсов должны быть многократно повторены. Это приемлемо для некоторых типов неподвижных образцов, но невозможно для других, более хрупких. Например, стекло с лазерной гравировкой может выдержать только один лазерный импульс, оставляя меньше пикосекунды для регистрации результатов. В таком случае техника визуализации должна быть способна заснять весь процесс в реальном времени.

 

Съемка временной фокусировки фемтосекундного лазера на 2,5 триллиона кадров в секунду в реальном времени / © Jinyang Liang, Liren Zhu & Lihong V. Wang

 

Сжатая сверхбыстрая фотография (compressed ultrafast photography, CUP) была отличным отправным пунктом. При 100 миллиардах кадров в секунду этот метод приближался, но не соответствовал спецификациям, необходимым для интеграции фемтосекундных лазеров. Для улучшения концепции на основе фемтосекундной камеры была разработана новая система T-CUP.

 

«Мы знали, что при использовании фемтосекундной камеры получим изображение с ограниченным качеством, — говорит профессор Лихонг Ванг. — Чтобы добиться лучших результатов, добавили еще одну камеру, получающую статическое изображение. Совместив его с изображением, полученным фемтосекундной камерой, мы можем использовать так называемую радонную трансформацию для получения высококачественных снимков при записи на скорости в 10 триллионов кадров в секунду».

 

Поставив мировой рекорд по скорости визуализации в реальном времени, T-CUP может использоваться в новом поколении микроскопов в биомедицине, материаловедении и других областях. Эта камера представляет собой фундаментальный сдвиг в науке, позволяя анализировать взаимодействия между светом и веществом при беспрецедентном временном разрешении.

Вчера, 15:12
1 минута
Илья Ведмеденко

В Соединенных Штатах провели церемонию спуска на воду USS Cooperstown (LCS 23) — корабля прибрежной зоны Littoral Combat Ship типа Freedom. В скором времени он пополнит состав ВМС США.

Вчера, 09:37
7 минут
Сергей Васильев

Магнитосфера Земли была достаточно сильной еще до того, как у планеты появилось внутреннее ядро и заработал механизм «геомагнитного динамо»: похоже, на первых этапах ее подпитывал совершенно другой механизм.

Вчера, 14:50
34 минуты
Александр Березин

SpaceX рассчитывает к 2050 году создать на Марсе колонию на миллион человек. Звучит абсурдно: осталось всего 30 лет, а до первого полета на Марс еще многие годы. Некоторые ученые, включая российских, считают планы Маска «фантазией» и «пропагандой». Тем не менее сама по себе постройка миллионной колонии на Красной планете вполне реальна. Разберемся, почему и отчего в это так трудно поверить остальному миру.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: