Известно, что скорость видео определяется количеством кадров в единицу времени.
Когда кристаллическая решетка возбуждается лазерным импульсом, возникают колебания атомов со скоростью, близкой к одной шестой скорости света, или примерно 50 000 км / секунду. Ученые изобрели новый инструмент, чтобы снимать фильмы такого сверхбыстрого движения на одном снимке.
Новая высокоскоростная камера
Исследователи из Японии разработали новую высокоскоростную камеру, которая может записывать события в размере более 1 триллиона кадров в секунду. Эта скорость более чем в тысячу раз быстрее, чем обычные высокоскоростные камеры. Новая технология имеет большие перспективы для изучения широкого спектра ранее неисследованных сложных сверхбыстрых явлений.
Обычные высокоскоростные камеры ограничены скоростью обработки их механических и электрических компонентов. Эта технология преодолевает эти ограничения, используя только быстрые оптические компоненты.
Многие физические и биологические явления трудно воспроизвести, поэтому японские ученые открыли работу по сверхбыстрой камере.
Метод опирается на свойстве света называемой дисперсией. Дисперсия – разложение света в спектр, когда можно наблюдать в небе разделенный солнечный свет в радугу цветов. Аналогично, технология разбивает ультракороткий импульс света в цепочку разноцветных вспышек, которые отображают объект. Каждый отдельный цвет может быть проанализирован, чтобы соединить вместе движущуюся картину того во время, когда световой импульс проходил через устройство.
В первой итерации прибор отображал количество кадров, которые могла бы принять камера в одном снимке, было ограничено до шести.
В настоящее время, ученые построили улучшенную систему, которая может зафиксировать 25 последовательных снимков. Японцы считают количество кадров в конечном счете может быть увеличено до 100 с учетом современных технологий.
Исследователи работают на предположении, что все дочерние разноцветные импульсы взаимодействуют с отображаемым объектом так, что оптические свойства не меняются в диапазоне длин волн.
Даже учитывая ограничения, технология имеет огромный потенциал. Ученые уже использовали изображения для визуализации электронного движения и колебаний решетки в кристалле ниобата лития и наблюдали, как лазер создает быстро расширяющийся столб плазмы.
Сверхбыстрая камера может быть использована для изучения широкого спектра явлений, в том числе лазерного слияния, фазового перехода материалов и динамики кулоновского взрыва, событий в которых интенсивные электромагнитные поля (например, от узкого лазерного луча) могут заставить небольшое количество твердого материала взорвать горячую плазму ионизированных атомных частиц.
