Канадские ученые разработали уникальную камеру, которая может стать эффективным инструментом для исследований в физике, химии и медицине. К тому же она в десятки раз дешевле существующих коммерческих устройств.
В Канаде ученые разработали уникальную видеокамеру, которая может делать несколько миллионов кадров секунду с огромным разрешением. Проффессор Квебекского университета Лян Цзиньян рассказал, что для создания устройства использования новый технологический подход. Поэтому получилось устройство, сопоставимое по скорости съемки и разрешению снимков с коммерческим оборудованием. При этом собрать камеру можно из доступных комплектующих, что делает ее очень конкурентной. Разработка в десятки раз дешевле существующих скоростных камер, стоимость которых начинается от 100 тыс. долларов.
Для получения изображения на высокой скорости новой камере не нужно уменьшать временное или пространственное разрешение. Инженеры достигли этого благодаря использованию специфике света - он обладает одновременно свойствами волн и частиц. Это доказали ученые при помощи дифракционных решеток.
Исследователи обнаружили, что дифракционные решетки можно применять для разделения падающего света на индивидуальные кадры в камере. Для создания высокоскоростной камеры ученые использовали доступные компоненты, включая фотосенсоры и цифровые микрозеркала для проекторов, найденные в онлайн-магазинах. Путем небольших изменений этих компонентов были созданы дифракционные решетки с возможностью регулировки угла наклона линий.
Первые испытания показали, что данная камера способна снимать изображения и видеоролики со скоростью до 4,8 миллионов кадров в секунду, не ухудшая при этом пространственное разрешение. С ее помощью ученые могли наблюдать образование пузыря плазмы, обусловленное взаимодействием сверхкороткой лазерной вспышки продолжительностью несколько фемтосекунд с поверхностью воды.
Кроме того, ученые исследовали процесс образования пузырей углекислого газа в газированных напитках и зафиксировали разрушение клеток репчатого лука под действием фемтосекундного лазера на видео. Исследователи считают, что высокая скорость и качество работы этой системы могут быть использованы в наномедицинских устройствах и для решения других сложных задач.
Авторы также предполагают, что в долгосрочной перспективе данная технология позволит разрабатывать не только высокоскоростные камеры, но и новые типы лидаров и лазерных радаров. Эти устройства смогут помочь автономным летательным аппаратам и космическим зондам и кораблям быстро и точно выявлять источники опасности, что полезно при полетах на Землю и другие планеты.
Фото: Wan San Yip / Unsplash.com
