Ultraszybki

Ultraszybki aparat rejestruje bilion klatek na sekundę

Kamera potrafi zrobić nawet zdjęcie światła przechodzącego przez szkło.

Ultraszybki aparat nie zrobi jednak zdjęcia czegoś, czego nie widzi, czyli na przykład obiektów absolutnie przezroczystych. 15 stycznia, na stronie magazynu „Science Advanced” opublikowany został artykuł p.t. „Picosecond-resolution phase-sensitive imaging of transparent objects in a single shot” (z ang. „Obrazowanie przezroczystych obiektów w rozdzielczości pikosekundowej w jednym ujęciu”), przedstawiający udoskonalony aparat zdolny do wykonywania zdjęć z niebywałą prędkością, który zarejestrować może obraz np. fali uderzeniowej.

Lihong Wang opracował ultraszybki aparat, który może w sekundę wykonać bilion (sic!) zdjęć przezroczystego obiektu, fali uderzeniowej, a nawet sygnałów przesyłanych przez neurony.

Aparat wykorzystujący ultraszybką fotografią kompresyjną wrażliwą na fazę (pCUP), może rejestrować wideo nie tylko przezroczystych obiektów, ale także bardziej efemerycznych rzeczy, takich jak fale uderzeniowe, a nawet sygnałów przechodzących przez neurony.

Nowy system to połączenie wcześniejszego aparatu z mikroskopem kontrastowo-fazowym, który został zaprojektowany w celu umożliwienia lepszego obrazowania przezroczystych obiektów, takich jak komórki, które jak wiadomo w większości składają się z wody.

Mikroskopia kontrastowo-fazowa wynaleziona prawie 100 lat temu przez holenderskiego fizyka Fritsa Zernike, wykorzystuje sposób, w jaki fale świetlne zwalniają i przyspieszają, gdy docierają do materiałów o różnej gęstości. Jeśli wiązka światła przechodzi przez szkło, to zwolni, by przyspieszyć podczas opuszczania ośrodka materialnego. Zmiana prędkości spowoduje zmianę fazy fali elektromagnetycznej jaką jest światło.

Dokonaliśmy adaptacji standardowej mikroskopii z kontrastem fazowym, aby zapewnić bardzo szybkie obrazowanie, co pozwala nam rejestrować ultraszybkie zjawiska w przezroczystych materiałach – powiedział Lihong Wang cytowany przez „Science Advanced”.

Część systemu do szybkiego obrazowania składa się z czegoś, co Wang nazwał bezstratną skompresowaną technologią ultraszybkiego kodowania (LLE-CUP). W przeciwieństwie do większości innych ultraszybkich technologii obrazowania wideo, które wykonują serię zdjęć po kolei, powtarzając zdarzenia, system LLE-CUP wykonuje jedno zdjęcie, rejestrujące cały ruch. Ponieważ wykonanie jednego zdjęcia jest dużo szybsze niż wielu zdjęć, LLE-CUP jest w stanie uchwycić ruch, taki jak ruch światła.

Ultraszybki
Impuls światła laserowego przemieszcza się przez kryształ, co zostało zarejestrowane w zwolnionym tempie przez nową ultraszybką technologię fotograficzną.

Gdy sygnał elektryczny przewodzony jest przez neurony, pojawia się drobna dylatacja włókien nerwowych, którą mamy nadzieję zobaczyć. Jeśli będziemy obserwować sieć neuronów, być może uda się dostrzec ich komunikację w czasie rzeczywistym – wyjaśnia prof. Wang. | CHIP

WARTO PRZECZYTAĆ:

Laser wykorzystujący promieniowanie gamma pomoże leczyć raka i budować komputery kwantowe

Chcesz być na bieżąco z CHIP? Obserwuj nas w Google News