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世界上最快速的新相机看到激光器以每秒10万亿帧的速度移动

2019-04-19 17:42:04来源:

如果您的实验过快,即使是世界上最快的相机也能看到,您会怎么做?

对于加州理工学院的三位研究人员来说,答案很简单:构建一个更快的相机。

以前,世界上最快的摄像机的帧速率为十亿分之一秒。这很快 - 一百亿分之一秒就足以让一束光透过芝麻种子的长度。但它还不够快。

使用先进激光器的研究人员 已经开发出一种称为“时间聚焦”的技术,其中激光脉冲可以在非常短的压缩时间段内发射。整个光束会立刻冲出来,研究人员知道,时间上聚焦的激光与长时间发射的激光表现不同。

但现有的相机太慢,无法研究它们。有一些方法可以解决其他超快速的问题。研究人员有时会在相同的,太慢的摄像机前反复进行相同的实验,直到它收集了足够多的不同动作框架,将它们组合成一部完整的电影。这不适用于将压缩激光撞击到像蚀刻玻璃一样的表面; 研究人员希望看到它看起来像什么,但他们知道每次看起来都会有所不同。没有办法将多个实验串联成一部电影。

因此,这三位科学家提出了一种他们称之为单次10万亿帧/秒压缩超快速摄影(T-CUP)的技术。比以前最快的记录方法快一百倍,T-CUP通过将电影数据与来自静止图像的数据相结合来工作。正如研究人员在8月8日发表在“ 自然 ”杂志上的一篇论文中所描述的那样 ,T-CUP将激光图像分成两个装置:一个运动记录器和一个可以对场景进行单次曝光的摄像机。电影摄像机在可能看到的东西的尖叫边缘拍摄场景。静态相机对激光的整个动作进行了单一的模糊拍摄。

然后,计算机使用来自静态相机的模糊图像来组合来自两个相机的数据以填充电影中的间隙。结果?一个450 x 150像素的视频,持续350帧。