科学突破 新型科学相机每秒捕捉高达156.3万亿帧(图)

据外媒消息，近日，在科学摄影领域，一项革命性的成就正式问世。科学家们成功研制出一款名为SCARF（扫描编码孔径实时飞秒摄影）的高级科学相机，其以惊人的156.3太赫兹（THz）单像素编码率捕获图像，相当于每秒能捕捉156.3万亿帧的惊人速度。


撰写该论文的 INRS 研究人员，包括首席教授 Jinyang Liang（最左）。 这一创新远远超越了三星手机著名的960 fps“超级慢动作”技术，预示着在研究微观现象方面将取得重大突破，尤其是对于那些传统科学传感器难以捕捉的超快速事件。 这款相机的研发团队由加拿大国家科学研究所（INRS）的梁金阳教授领导。梁教授是全球公认的超快摄影领域专家，他在六年前的一项独立研究中便取得了重要突破。目前，这项最新研究已在《自然》杂志上发表，并由《科学日报》率先报道。


SCARF SCARF相机的独特之处在于其成像方式，它采用了一种颠覆性的方法，克服了传统超快相机的局限性。通过超快速扫描静态编码孔径，该相机能够在不剪切超快现象的情况下捕获图像。这为带有电荷耦合器件（CCD）的相机上的每个像素提供了高达156.3 THz的全序列编码率。 此外，SCARF相机利用计算成像模式，通过让光线在略有不同的时间进入传感器来捕获空间信息。这种创新方法使得相机能够以每秒高达156.3万亿次的速度捕捉极快的“啁啾”激光脉冲。随后，原始图像数据可以通过先进的计算机算法进行处理，将数万亿帧中的每一帧转换为清晰的图片。 值得一提的是，这款相机“使用现成的无源光学元件”实现了上述功能。与现有技术相比，SCARF相机具有成本低、功耗低和测量质量高等显著优势。 尽管SCARF相机目前主要面向研究领域，但研发团队已与Axis Photonique和Few-Cycle两家公司展开合作，共同开发商业版本。这将为高等教育机构和科研机构的研究人员提供强大的新工具，有望在冲击波力学、药物开发等多个领域开辟新的研究方向。