과학자들은 초당 156.3조 프레임에 해당하는 개별 픽셀당 156.3테라헤르츠(THz)의 인코딩 속도로 이미지를 캡처하는 초고속 과학 카메라를 만들었습니다. SCARF(코드화된 조리개 실시간 펨토그래피)라고 불리는 이 연구용 카메라는 오늘날의 더 값비싼 과학 센서에 비해 너무 빨리 왔다 갔다 하는 작은 사건을 연구하는 분야에서 획기적인 발전을 가져올 수 있습니다.

SCARF는 반도체 흡수 및 금속 합금의 자기소거와 같은 초고속 현상을 성공적으로 포착했습니다. 이 연구는 충격파 역학이나 보다 효과적인 약물 개발과 같은 다양한 분야에서 새로운 지평을 열 수 있습니다.

그는 연구팀을 이끌었다. 양진양 교수 캐나다 국립과학연구소(INRS). 그는 고속 사진 분야에서 세계적으로 인정받는 선구자이며, 6년 전에 수행된 별도의 연구에서 얻은 업적을 토대로 쌓아왔습니다. 현재 연구는 출판됨 ~에 자연, 더해 INRS의 첫 번째 보도 자료에서 말하는 에 의해 매일 가르치세요.

Liang 교수와 그의 동료들은 초고속 카메라를 사용한 새로운 실험으로 연구를 설계했습니다. 이러한 시스템은 일반적으로 순차적 접근 방식을 사용합니다. 즉, 프레임을 하나씩 캡처하고 함께 연결하여 움직이는 객체를 모니터링합니다. 그러나 이 접근 방식에는 한계가 있습니다. “예를 들어, 펨토초 레이저 절제, 살아있는 세포와의 충격파 상호작용, 광학 혼돈과 같은 현상은 이런 방식으로 연구할 수 없습니다.”라고 Liang은 말했습니다.

연구용 카메라 구성 요소가 과학 테이블 위에 일렬로 펼쳐져 있습니다.

스카프 (국립과학연구원)

새로운 카메라는 기존 고속 카메라의 논리를 뒤집기 위해 Liang의 이전 연구를 기반으로 구축되었습니다. INRS 커뮤니케이션 책임자인 Julie Robert는 성명에서 “SCARF는 이러한 문제를 극복했습니다.”라고 썼습니다. “이미징 방법을 사용하면 초고속 클리핑 현상 없이 고정 인코딩된 조리개를 초고속으로 스캐닝할 수 있습니다. 이는 CCD(전하결합소자) 카메라의 개별 픽셀에 대해 최대 156.3Hz의 전체 시퀀스 인코딩 속도를 제공합니다. 이러한 결과는 다음과 같습니다. 반사 및 전송 모드 모두에서 조정 가능한 프레임 속도와 공간 규모를 갖춘 스냅샷을 얻을 수 있습니다.

매우 단순화된 용어로, 이는 카메라가 약간 다른 시간에 센서에 빛이 들어오도록 하여 공간 정보를 캡처하기 위해 컴퓨터 사진 촬영 방법을 사용한다는 것을 의미합니다. 공간 데이터를 실시간으로 처리할 필요가 없다는 점은 카메라가 초당 최대 156.3조 회 속도로 매우 빠른 “처프” 레이저 펄스를 캡처할 수 있는 이유 중 하나입니다. 그런 다음 원시 이미지 데이터는 시간 연속 입력을 디코딩하는 컴퓨터 알고리즘으로 처리되어 수조 개의 프레임 각각을 완전한 이미지로 변환할 수 있습니다.

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놀랍게도, 논문에 설명된 대로 “기성 광학 부품과 수동 광학 부품을 사용하여” 그렇게 했습니다. 연구팀은 SCARF가 기존 기술에 비해 전력 소비가 적고 측정 품질이 높은 저비용이라고 설명합니다.

SCARF는 소비자 중심보다는 연구 중심이지만 팀은 이미 Axis Photonique 및 Few-Cycle이라는 두 회사와 협력하여 고등 교육 기관이나 기타 과학 기관의 동료를 위한 상용 버전을 개발하고 있습니다.

카메라와 잠재적인 응용 분야에 대한 보다 기술적인 설명을 얻으려면 그렇게 할 수 있습니다. 전체 논문 보기: 자연.

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