Másodpercenként 1 billió felvételt készít átlátszó objektumokról az ultragyors kamera

2020 / 01 / 28 / Perei Dóra
Másodpercenként 1 billió felvételt készít átlátszó objektumokról az ultragyors kamera
Az ultragyors képalkotás specialistájaként is emlegetik Jinyang Liangot és Lihong Wang professzort, akik csapatukkal 2018-ban kifejlesztették a T-CUP-ot. (CUP, vagyis compressed ultrafast photography, a tömörített ultragyors fényképezés rövidítése.) Liang akkor úgy nyilatkozott, szerinte a femtoszekundumos lézerrel végzett méréseknek meglehetősen korlátoltak, legjobb eredményt pedig csak tiszta kép adhat.

Ez hívta életre a T-CUP-ot, a világ leggyorsabb kameráját, ami másodpercenként tízezer milliárd, vagyis tízbillió képkockát rögzít. Viszonyításképp egy egyórányi mozifilm nyolcvanhatezer-négyszáz képkockából áll, a képkészítés korábbi sebességrekordere, a FRAME tempója pedig mindössze fele a T-CUP sebességének.

A sebesség néha nem elég

Wang professzor szerint a T-CUP teljesítménye tovább fokozható, hiszen gyorsasága ellenére nem képes megörökíteni sem az átlátszó tárgyakat, vagy éppenséggel más gyorsan tovaillanó dolgokat, például a lökéshullámokat vagy a neuronokon átcikázó jelzéseket. Az új eszköz technológiája a pCUP nevet viseli, melyben a p a fázis érzékenységét (phase-sensitive) jelöli. - írja a Science Advances. Az új képalkotó eszköz és a T-CUP közti legfőbb különbség, hogy előbbi a CUP technológiát kombinálja a fáziskontraszt-mikroszkóppal, vagyis egy olyan fénymikroszkóppal, melynek leképezésében részt vevő fénynyalábok útjában a nyalábok alakját formáló, illetve a köztük lévő fáziskülönbséget befolyásoló optikai elemek vannak. A nyalábok közötti interferencia eredményeképpen a mikroszkóp által létrehozott fotón jobb lesz a kontraszt.


A kísérletben generált lökéshullám lassított felvétele az ultragyors fényképezési technológiával.

Történelmi kitekintés

A fénymikroszkóp sikertörténetének több állomása volt, ugyanis 1925-ben és 1953-ban is ítéltek Nobel-díjat újfajta fénymikroszkóp feltalálásáért, vagy új fajta mikroszkópi vizsgálati módszer kidolgozásáért. 1925-ben Zsigmondy Richárd (1865-1929) magyar származású osztrák-német vegyész kapott Nobel-díjat az ultramikroszkóp feltalálásáért, 1953-ban pedig Frits Zernike (1888-1966) holland természettudós a fáziskontraszt-eljárás kidolgozásáért.

Vissza az újdonsághoz

"Amit most elvégeztünk, az a klasszikus fáziskontraszt-mikroszkóp adaptálása úgy, hogy nagyon gyors képalkotást biztosítson, amely lehetővé teszi számunkra, hogy ultragyors jelenségeket átlátszó anyagokban leképezzünk." - magyarázza Wang.

A rendszer gyors képalkotó részét Wang veszteségmentes kódolású tömörített ultragyors technológiának (LLE-CUP) hívja: a legtöbb ultragyors videó-képalkotó technológiától eltérően, -amelyek egymást követő képsorozatokat készítenek az események megismétlésekor-, a LLE-CUP rendszer egyetlen felvételt készít, és rögzíti az összes mozgást, amely a fotó készítéséhez szükséges idő alatt végbemegy. Az LLE-CUP ezáltal képes a fény mozgását is rögzíteni, ami normál esetben túl gyors ahhoz, hogy hagyományos technológiával leképezhető legyen.

A Science Advances-ben Wang és csapata demonstrálják a pCUP képességeit azáltal, hogy lökéshullámot és lézerimpulzust juttatnak át vízben, amely pluszban még egy kristályos anyagon is áthalad. Bár a technológia jelenleg kezdeti fázisánál tart, a tudósok a jövőben a fizika, a biológiai és a kémia tudományterületén egyaránt hasznát vehetik.

"Miközben a jelek áthaladnak a neuronokon, az idegrostok reményeink szerint egy perc alatt kitágulnak. Ha adott egy neuronhálózat, akkor pedig valós időben láthatjuk kommunikációjukat." - mondja Wang. Hozzátette: mivel a hőmérséklet megváltoztatja a fáziskontrasztot, a rendszer akár a tűz által keletkezett lángok eltűnését is prezentálhatja.

(A fotó csak illusztráció. Forrás: Pixabay)


Ismerd meg a ROADSTER magazint!
AUTÓK - DESIGN - GASZTRO - KULT - UTAZÁS - TECH // Ha szereted a minőséget az életed minden területén, páratlan élmény lesz!
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.