1 Billion Bilder pro Sekunde: Experimentelle Kamera zeigt Lichtausbreitung - Erklärungen der Community

Update: Im Kommentarthread gab es einige faszinierende Fragen, Erklärungen und Anregungen. Wir wollen an dieser Stelle den Kommentar von AbakusvonRuegen zitieren. Ein zusätzliches Video finden Sie am Ende des Artikels.

"Also wenn ich das Erklärungsvideo richtig verstanden habe, dann nimmt die Kamera erstmal nur 1-dimensionale Bilder auf, d.h. nur Linien. Zusätzlich hat die Kamera nicht einen Lichtsensor, sondern 500, die in einer Reihe verbaut sind, wobei die Sensoren nicht zur selben Zeit ein Bild machen, sondern einer nach dem anderen. Dann ist es noch wichtig zu wissen, dass sie einen sehr konstanten Pulslaser verwenden. Das heißt, sie nehmen nicht einen einzigen Laserpuls auf, sondern viele aufeinanderfolgende Pulse. Anschließen können sie die Bilder (dadurch dass sie die Pulsfrequenz des Lasers kennen) aus den einzelnen Bildern ein Video zusammensetzen. Dabei ist aber zu beachten, dass dies nur ein Video einer einzigen Linie wäre, wäre nicht der rotierende Spiegel vor dem Objektiv (Rotationswinkel und -geschwindigkeit ebenfalls auf Pulsfrequenz abgestimmt). Dieser ermöglicht ein ähnliches Zusammensetzen von Einzelbildern, jedoch diesmal in vertikaler Richtung, so dass aus der Linie eine Fläche wird bzw aus dem Linien-Video ein 2-D-Video. Ich hoffe, ich konnte das so einigermaßen erklären bzw. hoffe ich, dass es auch so richtig ist, wie ich es verstanden habe"

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Zeitlupenkameras sind in. Selbst kompakte Knipsen schaffen es mittlerweile, 100 Bilder und mehr pro Sekunde aufzunehmen - allerdings in deutlich reduzierter Auflösung. Aneinandergereiht ergeben diese Minifilmchen faszinierende Kunstwerke. Doch die Forscher des US-amerikanischen MIT gehen einen Schritt weiter. Der Trillion Frames Camera genannte, auf einer Streak Kamera basierende Prototyp nimmt schlappe 1 Billion Bilder pro Sekunde auf. Damit lässt sich die Ausbreitung von Licht darstellen.

Durch einen Schlitz gelangen Photonen in die Kamera und passieren dabei ein elektrisches Feld. Das wird senkrecht zum Schliz reflektiert. Damit entsteht ein Bild mit einer Raum- und einer Zeitdimension. Die MIT-Forscher haben es geschafft, der Streak Kamera zwei räumliche Dimensionen zu entlocken. Dazu werden die gleichen Aufnahmen einfach wiederholt, die Kamera positioniert sich durch einen Drehspiegel neu und erfasst zeilenweise ein Bild mit zwei Dimensionen. Eine Aufnahme dauert rund eine Stunde und zeigt, wie Licht durch eine Flasche wandert - innerhalb einer Nanosekunde.

Günstig ist die vom MIT entwickelte Kamera aber nicht: Zusammen mit dem Laser werden rund 250.000 US-Dollar fällig. Mithilfe des Systems könnten beispielsweise die Eigenschaften bestimmter Materialien besser erforscht werden. Auch die Ausbreitung von Blitzlichtern ließe sich damit perfektionieren.

Quelle: MIT, Golem

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