10 Billionen Fps: Schnellste Kamera der Welt macht kurze Laserimpulse sichtbar
Forscher aus Amerika haben eine neue Kamera gezeigt, die theoretisch 10 Billionen Fps aufnehmen kann. Der sehr kurze Abstand zwischen zwei Bildern macht es möglich, dass die Lichtimpulse von Femtosekundenlasern sichtbar gemacht werden können. Bereits 2014 stellten die Forscher eine Kamera vor, die 100 Milliarden Fps erreichte.
Bereits 2014 gelang es Wissenschaftlern der Washington Universität, mit einer Kamera den Weg eines Lichtpulses einzufangen. Die dafür verwendete Kamera setzte auf ein Verfahrens namens Compressed Ultrafast Phototography, kurz CUP. Die Forscher hinter dem Projekt sprachen von einer Bildrate von 100 Milliarden Fps.
Kamera soll Laserimpulse sichtbar machen
Nun hat das Team eine Weiterentwicklung der Technik vorgestellt, welche die Wissenschaftler T-CUP nennen. Die Bildrate soll nun bei 10 Billionen Fps liegen, den bisherigen Wert also verhundertfachen. Die Zeit zwischen zwei Bildern liegt damit bei nur noch 100 Femtosekunden.
Die neue Kamera soll es ermöglichen, den Lichtimpuls eines Femtosekundenlasers einzufangen. Mit dem Vorgängermodell war das nicht machbar. Im entsprechenden Artikel auf Nature sind auch einige Aufnahmen der Kamera zu sehen. Aufnahme 5 zeigt beispielsweise die Interaktion von Licht mit einem transparenten Material. Ein Einzelbild dauert im Video nur 0,4 Picosekunden, die Auflösung ist dabei relativ niedrig. Dennoch lässt sich der Weg des Lichtstrahls gut erkennen, sowohl der reflektierte als auch der transportierte Teil des Lichtstrahls ist zu sehen.
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Wie schon bei der ursprünglichen CUP-Kamera diente eine Streak-Kamera als Ausgangspunkt, welche die durch Lichtimpulse ausgelösten Elektronen durch ein elektrisches Feld beschleunigt. Die Stärke des Feldes verändert sich kontinuierlich, wodurch die Elektronen unterschiedlich stark beschleunigt werden. Das macht sie beim Messen unterscheidbar und lässt somit Rückschlüsse auf die eingetroffenen Lichtsignale zu.
Quelle: Golem
Der Trick ist das gleiche Experiment immer wieder durchzuführen und Bilder bei unterschiedlichen Zeitpunkten zu machen. Diese Bilder werden danach zu einer Sequenz zusammengeführt und es scheint so als hätte man eine Fantastillion Frames pro Sekunde aufgenommen.
Die Aufnahmen basieren dann auf einem ähnlichen Prinzip wie dem von gewöhnlichen pump-probe-Experimenten, eben so, wie schon richtig gesagt wurde: das erste Bild wird von Laserpuls 1 bei t=0 aufgenommen, das zweite von Laserpuls 2 bei t=0+100fs usw. usw. Die meisten fs-Lasersysteme arbeiten mit Rep-Raten von 1kHz und 5 kHz (mit Hilfe von Pulse Dividern auch bis etwa 10 Hz möglich), d.h. , dass man im besten Fall 1000-5000 Bilder / s aufnimmt, was allerdings auch noch sehr schwierig ist, da die Synchronisation alles andere als trivial ist.
VG
Der Trick ist das gleiche Experiment immer wieder durchzuführen und Bilder bei unterschiedlichen Zeitpunkten zu machen. Diese Bilder werden danach zu einer Sequenz zusammengeführt und es scheint so als hätte man eine Fantastillion Frames pro Sekunde aufgenommen.
Die Aufnahmen basieren dann auf einem ähnlichen Prinzip wie dem von gewöhnlichen pump-probe-Experimenten, eben so, wie schon richtig gesagt wurde: das erste Bild wird von Laserpuls 1 bei t=0 aufgenommen, das zweite von Laserpuls 2 bei t=0+100fs usw. usw. Die meisten fs-Lasersysteme arbeiten mit Rep-Raten von 1kHz und 5 kHz (mit Hilfe von Pulse Dividern auch bis etwa 10 Hz möglich), d.h. , dass man im besten Fall 1000-5000 Bilder / s aufnimmt, was allerdings auch noch sehr schwierig ist, da die Synchronisation alles andere als trivial ist.
VG
Der Trick ist das gleiche Experiment immer wieder durchzuführen und Bilder bei unterschiedlichen Zeitpunkten zu machen. Diese Bilder werden danach zu einer Sequenz zusammengeführt und es scheint so als hätte man eine Fantastillion Frames pro Sekunde aufgenommen.