En ny 10 billioner ramme per sekund Super kamera kan fryse tiden

Forskere ved Institut National de la Reserche Scientifique i Frankrike har utviklet en ny type kamera, kalt T-CUP, som de sier er i stand til å ta bilder på 10 billioner bilder per sekund, rask nok til å se fenomener som lys i sakte bevegelse.

Det er allerede raskt nok til å sette verdensrekord, men ifølge en uttalelse sier forfatterne at de allerede har identifisert muligheter for å fremskynde prosessen enda lenger, til en quadrillion-ramme per sekund. Målet er å aktivere en ny generasjon mikroskoper og andre bildebehandlingsteknologier som bedre kan analysere samspillet mellom lys og materie. Resultatene deres ble publisert i siste nummer av Light: Science & Applications.

For å bygge deres kamera, forbedret forskerne på en teknikk som kalles komprimert ultra-rask fotografering (CUP), som kan fange bilder med et løp på rundt 100 milliarder bilder per sekund. Deres nye prosess kombinerer det som kalles et "strek kamera" med et annet statisk kamera for å prøve å forbedre bildekvaliteten. De to bildene ble deretter fusjonert gjennom en prosess som heter radontransformasjon, forklarte Caltech Professor Lihong Wang i en uttalelse.

"Vi visste at ved å bruke bare et femtosekundstrimmekamera, ville bildekvaliteten være begrenset," sier hun. "For å forbedre dette, la vi til et annet kamera som kjøper et statisk bilde. Kombinert med bildet som ble kjøpt av femtosekundstrekameraet, kan vi bruke det som kalles en Radon-transformasjon for å skaffe bilder av høy kvalitet mens du tar opp ti billioner bilder per sekund."

Hva vi lærer fra super-raske kameraer

Professor Yangs kollega, Jinyang Liang, utviklet en lignende type superkamera i fjor ved hjelp av en teknikk som kalles "lossless-encoding compressed ultrafast photography" (LLE-CUP), som var i stand til å ta bilder med en hastighet på rundt 100 milliarder bilder per sekund. I så fall var målet å prøve å kunne fange opptak av nevroner som skyter i hjernen, men snakker med Omvendt i november i fjor sa Liang at kameraet faktisk var for fort.

"Vi kan fange dataene uten bevegelsesskarphet," sa Liang da. "Kanskje vi trenger å forbedre dybdeoppløsningen fremover, og da har kameraet potensialet for medisinsk 3D-bildebehandling. Det ville være et kvantesprang i disse feltene."

Teknologien her utvikler seg raskt (beklager). Den forrige verdensrekorden ble holdt av et lag i Sverige, som i 2017 annonserte at de hadde brukt en teknikk som heter Frekvenskjenningsalgoritme for flere eksponeringer for å fange et bilde med en hastighet på 5 billioner bilder per sekund.

Disse forskerne var fokusert på å studere forbrenningsreaksjoner, og håpet at teknikken deres kunne bidra til å innlede neste generasjons motorer med større drivstoffeffektivitet.