科學突破:新型科學相機每秒捕捉高達156.3萬億幀,開啓微觀世界新視野

【環球網科技綜合報道】據外媒消息,近日,在科學攝影領域,一項革命性的成就正式問世。科學家們成功研製出一款名爲SCARF(掃描編碼孔徑實時飛秒攝影)的高級科學相機,其以驚人的156.3太赫茲(THz)單像素編碼率捕獲圖像,相當於每秒能捕捉156.3萬億幀的驚人速度。

這一創新遠遠超越了三星手機著名的960 fps“超級慢動作”技術,預示着在研究微觀現象方面將取得重大突破,尤其是對於那些傳統科學傳感器難以捕捉的超快速事件。

這款相機的研發團隊由加拿大國家科學研究所(INRS)的梁金陽教授領導。梁教授是全球公認的超快攝影領域專家,他在六年前的一項獨立研究中便取得了重要突破。目前,這項最新研究已在《自然》雜誌上發表,並由《科學日報》率先報道。

SCARF相機的獨特之處在於其成像方式,它採用了一種顛覆性的方法,克服了傳統超快相機的侷限性。通過超快速掃描靜態編碼孔徑,該相機能夠在不剪切超快現象的情況下捕獲圖像。這爲帶有電荷耦合器件(CCD)的相機上的每個像素提供了高達156.3 THz的全序列編碼率。

此外,SCARF相機利用計算成像模式,通過讓光線在略有不同的時間進入傳感器來捕獲空間信息。這種創新方法使得相機能夠以每秒高達156.3萬億次的速度捕捉極快的“啁啾”激光脈衝。隨後,原始圖像數據可以通過先進的計算機算法進行處理,將數萬億幀中的每一幀轉換爲清晰的圖片。

值得一提的是,這款相機“使用現成的無源光學元件”實現了上述功能。與現有技術相比,SCARF相機具有成本低、功耗低和測量質量高等顯著優勢。

儘管SCARF相機目前主要面向研究領域,但研發團隊已與Axis Photonique和Few-Cycle兩家公司展開合作,共同開發商業版本。這將爲高等教育機構和科研機構的研究人員提供強大的新工具,有望在衝擊波力學、藥物開發等多個領域開闢新的研究方向。



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