研究人員開發(fā)的DRUM 相機能夠以每秒480 萬幀的速度捕捉單次曝光的動態(tài)事件。

圖片來源：加拿大國家科學研究所

捕捉快速運動的清晰圖像，例如下落的水滴或分子相互作用，需要每秒可以捕捉數(shù)百萬張圖像的超快相機，這是非常昂貴的。在最近發(fā)表在《光學》雜志上的一篇論文中，加拿大科學家開發(fā)了一種新型相機，可以以更便宜的方式實現(xiàn)超快速成像，適用于藥物輸送的實時監(jiān)控，高速激光雷達系統(tǒng)用于自動駕駛等各種應用。

這款新型衍射控制實時超高速測繪（DRUM）相機由加拿大國家科學研究所、康考迪亞大學和元界平臺聯(lián)合開發(fā)，能夠以每秒480 萬幀的速度捕捉單次曝光動態(tài)事件。他們通過對飛秒激光脈沖與生物樣品中液體的相互作用以及激光燒蝕的快速動力學進行成像來證明了這種能力。

研究人員開發(fā)了一種新的時間選通方法，稱為時變光學衍射。相機使用門來控制光線何時照射到傳感器。在時間選通中，在傳感器讀出圖像之前，門會快速連續(xù)打開和關閉一定次數(shù)。這會捕捉場景的高速短片。

考慮到光的時空二象性，研究人員想出了如何利用光衍射來完成時間選通?？焖俑淖冄苌涔鈻派现芷谛悦娴膬A斜角度會產(chǎn)生沿不同方向傳播的入射光的多個副本，從而提供了一種掃描不同空間位置以排除不同時間點的幀的方法。然后可以將這些幀組合在一起形成超快的電影。

研究人員使用數(shù)字微鏡器件以非常規(guī)方式完成了這種類型的掃描衍射門。他們創(chuàng)建了一個序列深度為7 幀的DRUM 相機，并用它來記錄激光與蒸餾水的相互作用。

新相機的成像速度和空間分辨率與商用高速相機類似，但它使用現(xiàn)成的組件，成本不到當今起價近10萬美元的超快相機的1/10。

（記者張夢然）

來源：科技日報