Самая быстрая камера записывает летающие фотоны в реальном времени

0 658

Поскольку крошечные частицы движутся со скоростью света, потребуется специальная камера для захвата фотонов в действии, и международная группа исследователей только что создала такое устройство. Эта устройство, получившее название самой быстрой УФ-камеры в мире, способно фиксировать сверхбыстрые события, длящиеся всего лишь пикосекунду — достаточно быстро, чтобы увидеть, как УФ- летают по воздуху в реальном времени.

Устройство создано Канадским Национальным институтом научных исследований (Национальный исследовательский институт) и носит название UV-CUP (сжатая сверхбыстрая фотография).

CUP — это новая технология визуализации, которая использовалась для захвата сверхбыстрых событий со скоростью, измеряемой триллионами кадров в секунду, но до сих она пор ограничивалась видимыми длинами волн и длинами волн ближнего инфракрасного диапазона.

«Многие явления, которые происходят в очень коротких временных масштабах, также имеют место в очень маленьких пространственных масштабах», — говорит Цзиньян Лян, возглавлявший исследование.

«Чтобы увидеть их, нужно уловить более короткие волны. Выполнение этого в УФ или даже рентгеновском диапазонах — замечательный шаг к этой цели».

Чтобы добиться этого, ученым сначала пришлось разработать специальный фотокатод и интегрировать его в так называемую полосовую камеру — устройство, разработанное специально для сверхбыстрых оптических явлений.

Исследователям также необходимо было разработать новый алгоритм для извлечения данных и построения из них изображения.

«Нам нужно два шага, чтобы управлять этой камерой», — объясняют специалисты.

Смотрите также  Суборбитальный испытательный полет Blue Origin прошел успешно

«Во-первых, о переходном событии сжимается в моментальный снимок при сборе данных. Таким образом, полученный моментальный снимок похож на фотографию, сделанную обычной камерой … во-вторых, этот моментальный снимок передается в алгоритм реконструкции для получения фильма.»

Этот фильм с длительностью от пикосекунды до наносекунды можно увидеть ниже.

А вот другой вид, показывающий два фемтосекундных УФ-импульса, попадающих в камеру в разное время.

Эти визуальные эффекты УФ-импульсов, показывающие движение фотонов в реальном времени, были получены с помощью компактного устройства со скоростью обработки изображений 0,5 триллиона кадров в секунду.

Инженеры надеются улучшить свою камеру UV-CUP, исследуя альтернативные материалы для фотокатода, эффективность которого в настоящее ограничена. Еще одна цель — повышение скорости алгоритма и построения изображений с помощью ИИ.

UV-CUP сейчас отправляется в исследовательскую лабораторию во Франции, где она будет использоваться для регистрации различных физических явлений.

Это может включать генерацию лазерной плазмы и УФ-флуоресценцию, что может помочь улучшить методы медицинской визуализации, используемые для диагностики заболеваний.

Статья с описанием исследования была опубликована в журнале Laser & Photonics Reviews.

Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x