当前位置: 编码机 >> 编码机发展 >> 超快相机每秒可拍摄1万亿张图像,还可拍摄
一年多以前,加州理工学院的王力宏(LihongWang,音译)发明了世界上最快的照相机,每秒能拍10万亿张照片。它的速度如此之快,甚至可以捕捉到慢运动中的光。
但有时仅仅是速度快是不够的,即使是最快的相机也不能拍下它看不见的东西。为此,王教授开发了一种新相机,它可以每秒拍摄1万亿张透明物体的照片。1月17日这篇关于这种照相机的论文发表在《科学进展》杂志上。
王教授称这种相机技术为相敏压缩超快摄影(pCUP),它不仅可以拍摄透明物体的视频,还可以拍摄更短暂的东西,比如冲击波,甚至可以拍摄通过神经元传递的信号。
王教授解释说,他的新成像系统结合了他之前开发的高速摄影系统和一种老技术——相衬显微术。相衬显微术可以更好地成像透明的物体,比如大部分是水的细胞。
相衬显微镜是近年前由荷兰物理学家弗里茨·泽尼克发明的,它利用光波进入不同材料时减速和加速的方式工作。例如,如果一束光线穿过一块玻璃,当它进入玻璃时它会减速,然后在它退出玻璃时再加速。这些速度的变化改变了光的波长。通过使用一些光学技巧,我们可以区分通过玻璃的光和不通过玻璃的光。玻璃虽然是透明的,但通过这项技术使它变得可见。
系统的快速成像部分由王教授所说的无损编码压缩超快技术(LLE-CUP)组成。不像其他大多数超快视频成像技术——在重复事件的同时连续拍摄一系列图像,LLE-CUP系统只拍一张照片就能捕捉在拍摄完成期间发生的所有动作。由于一次拍摄比多次拍摄要快得多,因此LLE-CUP能够捕捉运动,例如光本身的运动。
在这篇新的论文中,王教授和他的同事们通过成像水中冲击波的传播和激光脉冲在一块晶体材料中的传播来证明pCUP的能力。这项技术虽然仍处于早期开发阶段,但最终可能会在许多领域得到应用,包括物理学、生物学或化学。
王教授略带骄傲地说:“当信号通过神经元传递时,我们希望看到神经纤维的微小扩张。如果我们有一个神经元网络,也许我们可以看到它们的实时交流。此外,由于温度会改变相位对比度,该系统可能能够成像火焰在燃烧室中的传播。”