Инженеры телекоммуникационного научно-исследовательского центра INRS ?nergie Maturiaux в Канаде разработали самую быструю в мире камеру, которая может снимать со скоростью 156,3 триллиона кадров в секунду (fps). Такая невероятная скорость стала возможна благодаря сообразительному использованию радуги. Новая камера со скоростью в сотни триллионов fps позволит увидеть происходящее в наномире.
Для сравнения: лучшие камеры замедленной съемки в телефонах обычно производят видео с несколькими сотнями кадров в секунду. Профессиональные кинематографические камеры могут записывать несколько тысяч fps.
Сообщается, что новая камера может фиксировать события, происходящие в промежутке времени фемтосекунд – квадриллионных частиц секунды. Для справки, их примерно столько же за одну секунду, сколько секунд предсказывается в 32 миллиона лет.
Исследователи опирались на технологию, которую они разработали еще в 2014 году, известную как сжатая сверхбыстрая фотография (CUP), которая могла снимать 100 миллиардов кадров в секунду, которые сейчас кажутся скудными.
Следующий этап получил название T-CUP, где буква T означает «триллион кадров в секунду», так как та камера способна достигать 10 триллионов кадров в секунду. А затем в 2020 году команда увеличила скорость до 70 триллионов кадров в секунду с помощью версии, которая называется сжатой сверхбыстрой спектральной фотографией (CUSP).
Теперь исследователи снова удвоили скорость съемки до потрясающих 156,3 триллиона кадров в секунду. Новая система камеры называется «фемтофотографией в реальном времени с кодированной диафрагмой» ??(SCARF).
Эта камера может фиксировать события, которые происходят слишком быстро, чтобы даже предыдущие версии технологии могли увидеть их. Это включает в себя такие вещи, как ударные волны, движущиеся через вещество или живые клетки.
SCARF работает, сначала выбрасывая ультракороткий импульс лазерного света, проходящего через событие или объект. Каждый цвет света означает другую длину волны. Красная длина волны зафиксирует событие сначала, затем оранжевая, желтая и вниз по спектру к фиолетовому. Поскольку событие происходит очень быстро, к тому времени, когда каждый последующий «цвет» достигает объекта, он выглядит по-другому, позволяя импульсу зафиксировать все изменения в течение невероятно короткого периода времени.
Затем этот световой импульс проходит через ряд компонентов, которые фокусируют, отражают, дифрагируют и кодируют его, пока он не достигнет датчика камеры устройства с зарядной связью (ПЗС, CCD). Затем это преобразуется в данные, которые компьютер может реконструировать в конечное изображение.
Исследователи говорят, что съемка новых сверхбыстрых явлений может помочь усовершенствовать такие области, как физика, биология, химия, материаловедение и инженерия.
