Наука 26 марта 2024

Появилась самая быстрая камера в мире: она снимает 156,3 трлн кадров в секунду

Новая камера может запечатлеть события в масштабе фемтосекунд. Для справки, их примерно столько же за одну секунду, сколько секунд за 32 млн лет.

Читайте «Хайтек» в

Инженеры Исследовательского центра INRS Énergie Matériaux Télécommunications в Канаде разработали самую быструю в мире камеру. Она снимает с частотой 156,3 трлн кадров в секунду. Для сравнения, лучшие камеры замедления в смартфонах используют для замедления несколько сотен кадров в секунду, а профессиональные кинематографические камеры — несколько тысяч.

Исследователи опирались на технологию, которую разработали ранее — compressed ultrafast photography, CUP (сжатая сверхбыстрая фотография). Она могла захватить «только» 100 млрд кадров в секунду.

Камеру следующего поколения инженеры назвали T-CUP, где T означает «триллион кадров в секунду». Она снимала со скоростью 10 тлрн к/сек. В 2020 году инженеры увеличили это число 70 трлн кадров в секунду с помощью версии compressed ultrafast spectral photography, CUSP (сжатая сверхбыстрая спектральная фотография).

Теперь исследователи удвоили показатель до 156,3 трлн кадров в секунду. Новая система камер называется swept-coded aperture real-time femtophotography, SCARF (фемтопотография в реальном времени с апертурой с кодировкой). Она может записывать события, которые происходят слишком быстро — ударные волны, движущиеся через материю или живые клетки.

Сначала система SCARF запускает ультракороткий импульс лазерного света, который проходит через событие или объект, который снимает. Затем он проходит через «перчатку» компонентов, которые фокусируют, отражают, диффрактируют и кодируют его, пока он, наконец, не достигнет датчика камеры с зарядным устройством (charge-coupled device, CCD). После импульс преобразуется в данные, из которых компьютер создает окончательное изображение.

Подробности о работе камеры опубликованы в журнале Nature Communications.