Надшвидка камера MIT дозволяє знімати світло в русі

Камера, створена в Массачусетському технологічному інституті, знімає рух частинок світла.


У Массачусетському технологічному інституті створено надшвидкісну камеру, за допомогою якої вдалося зняти поширення світла. «Скорострільність» цієї камери становить один трильйон кадрів на секунду.

Співробітник MIT Гарольд Еджертон (Harold Edgerton) здобув всесвітню популярність завдяки своїм знімкам із надкороткою витримкою, зробленим у середині XX століття: куля, що пробиває яблуко, корона, що утворюється при падінні краплі в рідину, вибух атомної бомби. Його справу продовжує Рамеш Раскар (Ramesh Raskar), ад'юнкт-професор в лабораторії MIT Media Lab.

Для створення надшвидкісної камери використовувався хронотрон - надчутливий пристрій для фіксації світла, що перетворює потік фотонів на потік електронів. Розкар з колегами знайшли спосіб відновлювати зображення за інформацією, одержуваною від хронотрона.

Пристрій сканує і захоплює світло прострочено, подібно катодному променю в електронно-променевих трубках. Кожен рядок експонується менше 2 пікосекунд. Однак без складання зображення з декількох експозицій, як це відбувається в інших проектах, обійтися не вдалося: просторова роздільна здатність пристрою занадто мала, і для сканування достатньої області потрібно близько півтисячі проходів. Втім, і в цьому випадку відео з рухомим світлом робиться в межах наносекунди.

При цьому частота підсумкового зображення настільки велика, що за час між двома кадрами світло проходить менше половини міліметра.

Подібні спроби робилися й іншими дослідниками. Рік тому переміщення променя світла вдалося зняти польським вченим з Лазерного центру Інституту фізичної хімії Польської академії наук і фізичного факультету Варшавського університету. Для формування підсумкового відеоролика було зроблено безліч знімків фронту світлового променя, кожен знімок з певною затримкою після імпульсу. Поєднавши зображення, дослідники отримали ефектне відео, але з меншою просторовою і тимчасовою роздільною здатністю, ніж у співробітників MIT.

Схожим чином вдалося зняти рух світла дослідниці Женев'єва Геріпі (Genevieve Gariepy) з Інституту фотоніки і квантової теорії Університету Херіот-Уотта (Heriot-Watt University). Отримане відеозображення відповідає частоті зйомки 20 мільярдів кадрів на секунду, але теж є результатом складання численних окремих кадрів.

logo