Los científicos han creado una cámara científica ultrarrápida que captura imágenes a una velocidad de codificación de 156,3 terahercios (THz) por píxel individual, equivalente a 156,3 billones de fotogramas por segundo. Apodada SCARF (femtografía de apertura codificada en tiempo real), la cámara de investigación podría conducir a avances en los campos del estudio de pequeños eventos que van y vienen demasiado rápido para los sensores científicos más caros de hoy.
SCARF ha capturado con éxito eventos ultrarrápidos como la absorción en un semiconductor y la desmagnetización de una aleación metálica. La investigación podría abrir nuevos horizontes en áreas tan diversas como la mecánica de las ondas de choque o el desarrollo de fármacos más eficaces.
Estaba liderando el equipo de investigación. Profesor Jinyang Liang Instituto Nacional Canadiense de Investigaciones Científicas (INRS). Es un pionero mundialmente reconocido en el campo de la fotografía de alta velocidad y se ha basado en los logros de un estudio separado realizado seis años antes. La investigación actual fue publicado en naturaleza, Añádelo En un comunicado de prensa del INRS el primero mencionado por Enseñar diariamente.
El profesor Liang y sus colegas diseñaron su investigación como un nuevo experimento con cámaras ultrarrápidas. Estos sistemas suelen utilizar un enfoque secuencial: capturar fotogramas uno por uno y unirlos para monitorear los objetos en movimiento. Pero este enfoque tiene limitaciones. «Por ejemplo, fenómenos como la ablación con láser de femtosegundo, la interacción de ondas de choque con células vivas y el caos óptico no se pueden estudiar de esta manera», afirmó Liang.
La nueva cámara se basa en investigaciones anteriores de Liang para revertir la lógica de la cámara tradicional de alta velocidad. «SCARF supera estos desafíos», escribió en un comunicado Julie Robert, responsable de comunicaciones del INRS. «Su método de obtención de imágenes permite un escaneo ultrarrápido de la apertura codificada fija sin un fenómeno de recorte ultrarrápido. Esto proporciona velocidades de codificación de secuencia completa de hasta 156,3 Hz para píxeles individuales en una cámara con dispositivo de carga acoplada (CCD). Estos resultados pueden se obtendrá en una instantánea Uno con velocidades de cuadro ajustables y escalas espaciales tanto en modo de reflexión como de transmisión.
En términos muy simplificados, esto significa que la cámara utiliza un método de fotografía computacional para capturar información espacial permitiendo que la luz ingrese a su sensor en momentos ligeramente diferentes. No tener que procesar datos espaciales en tiempo real es parte de lo que libera a la cámara para capturar pulsos láser «chirridos» extremadamente rápidos a una velocidad de hasta 156,3 billones de veces por segundo. Los datos de la imagen sin procesar pueden luego ser procesados por un algoritmo informático que decodifica entradas sucesivas, convirtiendo cada uno de los billones de fotogramas en una imagen completa.
Sorprendentemente, lo hizo “utilizando componentes ópticos disponibles en el mercado y componentes ópticos pasivos”, como describe el artículo. El equipo describe a SCARF como de bajo costo, bajo consumo de energía y alta calidad de medición en comparación con las técnicas existentes.
Aunque SCARF se centra más en la investigación que en el consumidor, el equipo ya está trabajando con dos empresas, Axis Photonique y Few-Cycle, para desarrollar versiones comerciales, probablemente para sus pares en la educación superior u otras instituciones científicas.
Para obtener una explicación más técnica de la cámara y sus posibles aplicaciones, puede hacerlo Ver el documento completo en naturaleza.
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