Caltech 팀, 초당 1 조 프레임에서 보이지 않는 사진을 촬영하는 카메라 제작

[아름이]

Caltech 팀, 초당 1 조 프레임에서 보이지 않는 사진을 촬영하는 카메라 제작

과학자들은 매초 인상적인 1 조 프레임을 스냅 할 수있는 새로 개발 된 위상 민감 압축 초고속 사진 (pCUP) 장치와 같이 카메라가 할 수있는 기능의 한계를 계속 뛰어 넘고 있습니다.

연구자들 중 일부는 2018 년에 1 초에 10 조장의 사진을 찍을 수있는 카메라를 개발했기 때문에 기록이 아닙니다 . 이 새로운 카메라에는 또 다른 파티 트릭이 있습니다. 충격파와 같이 투명 물체와 육안으로는 볼 수없는 다른 현상을 포착 할 수 있습니다.

이 놀라운 기술은 휴가 사진이나 Instagram 셀카에는별로 사용되지 않지만 물리, 생물학 및 화학 분야에서 다양한 과학적 용도를 약속합니다.

이 카메라는 2018 년 모델에서 사용 된 혁신적인 기술을 활용하여 작동합니다. 여기서 빛 강도 측정은 정적 이미지 및 일부 고급 수학과 결합되어 모든 프레임을 생성합니다.

이번에 새로운 것은 추가 성분, 위상차 현미경입니다 . 이것은 다른 밀도를 통과하는 광파의 상대 위치의 변화가 밝기의 변화로 변환되는 오래된 사진 기법입니다. 이를 통해 대부분 물로 만들어진 세포와 같은 투명한 물체를 볼 수 있습니다.

캘리포니아 공과 대학 (California Institute of Technology)의 전기 엔지니어 리홍 왕 (Lyhong Wang ) 은“우리가 한 일은 표준 위상차 현미경을 적용하여 매우 빠른 이미징을 제공하여 투명한 재료의 초고속 현상을 이미징 할 수있게하는 것이다 .

위상차 현미경은 1930 년대 네덜란드 물리학 자 Frits Zernike가 발명했으며, 빛이 재료를 통과 할 때 속도가 변하는 방식에 걸 맞습니다. 이러한 속도 변화는이 기술을 통해 유리와 같은 재료를 훨씬 쉽게 찾을 수 있습니다.

기술의 최신 부분에 관해서는 Caltech의 팀은 무손실 인코딩 압축 초고속 기술 (LLE-CUP)이라고합니다. 이것은 차세대 행진 카메라 -광선의 타이밍을 기록 할 수있는 방식으로 한 번에 전체 이벤트를 캡처하는 장치입니다.

Wang의 이전 연구는 더 짧은 시간을 단축시키는 새로운 구성 요소 인 전하 결합 장치를 추가했다. 이제 그는이 설정의 업그레이드 된 형태를 현미경으로 결합하여 사람의 눈으로는 볼 수없는 변화를 매핑하기 위해 산란되지 않은 빛을 차단합니다.

과학 카메라는 항상 더 정교 해짐에 따라 인체의 스냅 샷을 찍 거나 양자 얽힘 을 기록 하는 등 우리 주변 세계에 대한 더 많은 발견을 이끌고 있습니다.

여기에서 연구원들은 물을 통한 충격파의 움직임과 결정질 물질을 통한 레이저 펄스를 성공적으로 포착했습니다. 연구원들은 기존의 다른 광학 이미징 시스템과 결합 될 수 있기 때문에 향후 더 많은 목적으로 카메라를 사용할 수 있다고 밝혔다.

예를 들어, 과학자들은 결국 연소실에서 화염이 팽창하는 방식을 포착하거나 뉴런을 통해 전달되는 신호를 미세하게 기록 할 수 있습니다.

"신호가 뉴런을 통해 이동함에 따라 우리가보고자하는 신경 섬유의 미세한 확장이 있습니다" 라고 Wang은 말합니다 . "뉴런 네트워크가 있다면 실시간으로 그들의 의사 소통을 볼 수있을 것입니다."

상상 해봐.

이 연구는 Science Advances 에 발표되었습니다 .