高速攝像機是一種能夠以小于1/1000秒的曝光或超過每秒250幀的幀速率捕獲運動圖像的設備。
每秒4萬億幀!中國科學家用高速攝像機捕捉到光子軌跡!
每秒299792458米是光在真空中的傳播速度也是宇宙間一切有靜止質(zhì)量物體運動速度的上限光子行進的過程如此迅捷晚上我們打開電燈整個房間幾乎在一瞬間被照亮捕捉到光子的軌跡是科學家長久以來的夢想而每秒上億幀的高速攝像機已經(jīng)將這一理想變?yōu)楝F(xiàn)實
高速攝像機使用電荷耦合器件CCD 快速存儲圖像數(shù)據(jù)由于CCD空間有限圖像必須存儲在CCD的非重疊子區(qū)域中使連續(xù)攝像幀數(shù)受到限制增加圖像幀數(shù)將導致分辨率降低
最近由西安交通大學光電子專家陳鋒(音譯)中國香港城市大學Lidai Wang領導的研究團隊開發(fā)了一種壓縮采樣的技術(shù)使CCD重疊區(qū)域也可以存儲圖像從而成功克服這一障礙
通過這種技術(shù)攝像機能夠以每秒3.85萬億幀的速率生成包含60張連續(xù)圖像的膠片大約每260飛秒就生成一張在下面這個持續(xù)時間僅有30皮秒(1皮秒等于一萬億分之一秒)的視頻剪輯中可以清晰地看到形如鬼魅的光脈沖(紅色斑點)穿過透明固體到達固體邊緣(黃色虛線)撞擊鏡面又重新反射回固體內(nèi)部的攝人心魄的一幕
研究團隊還制作了一幅字母A在短短12皮秒內(nèi)被光子照亮的圖像八種顏色分別代表不同的波長而四個時間段代表四個不同的激光脈沖
科學家表示獲取超快和高光譜分辨率的光學圖像是測量瞬態(tài)物理或化學過程的關(guān)鍵該技術(shù)將為研究固體晶格振動以及強激光脈沖與等離子體相互作用等現(xiàn)象方面提供重要工具
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