Neue Technologie: So sind Kameras mit Billionen Bildern pro Sekunde möglich
Mit "SCARF" haben Forscher eine neue Technologie entwickelt, die Billionen Bilder pro Sekunde möglich macht - und so ultraschnelle Phänomene aus Physik und Chemie einfangen soll.
Um Prozesse in der Physik oder Chemie wissenschaftlich untersuchen zu können, werden in einigen Fällen Kameras zur Beobachtung eingesetzt. Diese kommen bei der teilweise vorliegenden Geschwindigkeit der Prozesse aber nicht immer hinterher - entsprechend müssen Forscher zu Tricks und Umwegen greifen, um die hohen Bildraten zu erreichen. Wissenschaftlern des Institut National de Recherche et de Sécurité (INRS) in Kanada ist hierbei ein neuer Rekord gelungen: Bis zu 156,3 Teraframes pro Sekunde (TFPS) konnten mithilfe der "SCARF" getauften Geräteanordnung erreicht werden.
SCARF steht hierbei für "Swept Coded Aperture Real-Time Femtophotography" und bedient sich bereits bekannter Ideen. Das untersuchte Objekt wird mit verschiedenfarbigem Licht beleuchtet, was jeweils ein Einzelbild darstellt. Im Anschluss erfolgt eine räumliche Codierung, welche mittels einer Codiermaske erfolgt, die bestimmte Pixel ausblendet. Hierfür wird das einfallende Licht mittels optischem Gitter in die entsprechenden Spektralkomponenten zerlegt, wodurch ein zeitlich variables Muster entsteht. Dieser aufgespaltene Lichtstrahl wird wiederum über ein weiteres Gitter zusammengesetzt, womit die Einzelbilder wieder exakt überlagert sind. Ein spezifischer ADMM-Algorithmus kann aus diesem Muster und der Frequenzfolge der Beleuchtung diese Einzelbilder schlussendlich trennen und per klassischem CCD-Sensor digitalisieren.
Wie das Forschungsteam rund um Prof. Jinyang Liang auf der INRS-Webseite erklärt, sorgt der Aufbau ohne weitere mechanische Komponenten auch dafür, dass SCARF wesentlich wirtschaftlicher für solche Projekte sein kann. Derzeit arbeiten bereits die beiden im kanadischen Quebec ansässigen Unternehmen Axis Photonique und Few-Cycle mit den Wissenschaftlern zusammen, um eine "marktfähige Version" der zum Patent angemeldeten Konstruktion zu entwickeln.
Quelle: nature.com via Golem
5 Billionen wurden bereits 2017 erreicht und z.B. Lichtteilchen sichtbar gemacht.
Zur verdeutlichung kann man die 40 fs die der Film dauert ja einfach mal als Zahl aufschreiben, der gesamte Film dauert :
0,000 000 000 000 04 s ^^
Bin ich fein mit