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史上最快新型相机出世:能拍到激光移动路径 速度高达每秒10万亿帧

http://www.tzgcjie.com 来源:前瞻网            发布时间:2018-10-16 11:05:22

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(图源:Live Science)

当你的实验结束得太快了,连世界上最快的照相机都看不见,你会怎么做?

对于加州理工学院的三名研究人员来说,答案很简单:造一台更快的相机。

在此之前,世界上最快的摄像机的帧数是1000亿分之一秒。那是很快的——千亿分之一秒,刚好够一束光传播一粒芝麻的长度。

但是速度还不够快。

研究人员利用先进的激光技术开发出了一种叫做“时间聚焦”的技术,这种技术可以使激光脉冲在极短的压缩时间内发射。

整个光束会一下子全部涌出,研究人员知道,暂时聚焦的激光器与长时间发射的激光器表现不同。

但现有的摄像机太慢,无法研究它们。在其他超高速运动中,有一些方法可以解决这个问题。

研究人员有时会在同一台太慢的摄像机前反复进行同样的实验,直到它收集到足够多的不同的动作帧,把它们串成一部完整的影片。

然而,这对于将压缩激光撞击到像蚀刻玻璃一样的表面是行不通的;研究人员想看看它是什么样子的,但他们知道每次都不一样。

所以没有办法将多次实验的图像串联在一起,组成一部影片。

因此,三位科学家提出了一种技术,他们称之为“10万亿帧/秒的压缩超快摄影”(T-CUP)。

T-CUP比之前最快的录制方法快100倍,它的工作原理是将影片数据与静止图像数据结合起来。

正如研究人员在8月8日发表在《自然》(Nature)杂志上的一篇论文中所描述的那样,T-CUP将激光图像分解为两种设备:一个运动记录器和一个对场景进行单次曝光的照相机。

影片摄影机捕捉到的场景是在它能看到的振动边缘。

静止照相机对激光的整个运动进行了一次模糊的拍摄。

然后,一台电脑将来自两个摄像头的数据组合起来,利用静止摄像头的模糊图像来填补影片的空白。

结果可以得到一个450 * 150像素的视频,能持续350帧。

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