Сверхвысокоскоростные камеры позволяют исследователям, ученым и обычным людям увидеть множество вещей, которые невозможно увидеть невооруженным взглядом. Многим из нас наверняка приходилось видеть кадры замедленной съемки спортивных состязаний или пулю, попадающую в какой-нибудь предмет, но то, что удалось сделать группе японских ученых и инженеров во много и много раз превосходит все виденное вами ранее. Этой группе, в состав которой вошли исследователи из университета Токио и университета Кейо, удалось сделать самую быструю на сегодняшний день камеру, которая способна снимать со скоростью 4.4 триллиона кадров в секунду.
Новая камера имеет весьма небольшую с обывательской точки зрения разрешающую способность, которая составляет 450 на 450 точек. Но, такой разрешающей способности вполне достаточно для того, чтобы рассмотреть на снимках некоторые детали снимаемых процессов, а все преимущество этой камеры заключается в скорости ее съемки, полученной за счет использования технологии фемтосекундной съемки Sequentially Timed All-optical Mapping Photography (STAMP). Суть этой технологии заключается в полностью оптической фиксации изменяющегося по времени пространственного профиля объекта, получения последовательности распределенных по времени снимков и дальнейшему их слиянию с учетом пространственной и временной дисперсии.
Несмотря на приведенную выше столь шокирующую и непонятную формулировку, технология STAMP реализуется относительно несложно. Ее основу составляет фемтосекундный лазер, излучающий сверхкороткие импульсы света. Отраженный от снимаемого объекта свет улавливается быстродействующими датчиком, сигнал от которого проходит через многоступенчатую обработку при помощи сложнейших программных алгоритмов.
Следует отметить, что на создание STAMP-камеры у японских исследователей ушло три года времени. Сейчас эта камера занимает площадь порядка одного квадратного метра, но в недалеком будущем исследователи планируют провести работы по ее миниатюризации и по снижению ее стоимости, что позволит использовать эту камеру в самых различных областях.
Но и в ее нынешнем виде STAMP-камера будет весьма востребована различными научными организациями, которые обладают достаточными для этого финансами. Ведь при помощи этой камеры можно будет производить съемку процессов, происходящих во время химических реакций, перемещение вибрационных волн кристаллической решетки в различных материалах и даже процессы переноса тепла, которые в некоторых средах, обладающих высокой удельной теплопроводностью, распространяются со скоростью, составляющей шестую часть от скорости света.
Первоисточник