سریع ترین دوربین دنیا با قدرت 156٬000٬000٬000٬000 عکس در ثانیه
به گزارش کنفرانس هکا، سریع ترین دوربین دنیا به لطف دانشمندان پنجره جدیدی را به روی پدیده های بسیار سریعی که تا کنون دیدنشان غیرممکن بود باز کرد. این دوربین با سرعت 156 هزار میلیارد فریم در ثانیه (fps) می تواند به دانشمندان در ایجاد حافظه مغناطیسی فوق سریع و بعلاوه تجهیزات پزشکی و درمان های پزشکی اولتراسونیک یاری کند.
تینا مزدکی: دانشمندان دوربین نوی ساحته اند، که از یک تکنیک نوری نو با استفاده از لیزر فوق سریع بهره می گیرد. این فناوری به دانشمندان امکان می دهد تا پدیده هایی را که در فمتوثانیه ها رخ می دهند، ثبت نمایند. بنابراین این فناوری می تواند در زمینه های مختلف تحقیق و توسعه، از ایجاد فناوری های حافظه رایانه ای نو گرفته تا درمان های پزشکی اولتراسوند، تأثیر بگذارد.
این دوربین امکان مشاهده رویدادهایی را فراهم می آورد که تماشا آن ها تا به امروز غیرممکن بود. در واقع چالش اصلی هنگام تصویربرداری از پدیده های فوق سریع آن است که حتی سریع ترین حسگرهای دوربین فقط می توانند با سرعت چند صد میلیون فریم در ثانیه فیلم بگیرند؛ اما بسیاری از رویدادها در طبیعت در مقیاس های زمانی پنج یا شش مرتبه سریع تر از این میزان رخ می دهند.
اتفاقی که هنگام ثبت پدیده های فوق سریع می افتد آن است که یک پالس لیزر به سمت آنها شلیک می گردد و سپس مقدار بازتاب یا جذب نور میزان گیری می گردد. این کار بارها تکرار می گردد و هر بار، پنجره زمانی متفاوت را هدف قرار می دهد که تنها با چند فمتوثانیه از هم فاصله دارد (هر ثانیه از 10 به توان 15 فمتوثانیه یا یک میلیون میلیارد فمتوثانیه تشکیل شده است). اما این رویکرد تنها برای نمونه های ساکن یا پدیده های دقیقاً تکرارپذیر کار می نماید.
حسگرهای نوری ویژه به سرعتی تا 10 هزار میلیارد فریم در ثانیه دست یافته بودند که برای پدیده های بسیار سریع کافی نبود. در سال 2020، رویکردی به نام عکاسی فوق سریع فشرده به سرعت معادل 70 هزار میلیارد فریم در ثانیه دست یافت و اکنون محققان با آزمایش های خود رکورد این سرعت را با رویکردی که فمتو عکسبرداری بلادرنگ با دیافراگم کدگذاری شده جابجا شده (SCARF) نامیده می گردد، به سرعتی بیش از دو برابر قبل دست یافته اند.
رویکرد نو متکی به یک منبع نوری خاص است. در این لیزرها، طول موج های نور به گونه ای کشیده می گردد که نور با رنگ های مختلف در زمان های مختلف وارد عمل می گردد. این بدان معناست که وقتی یک پالس از این لیزر به یک جسم شلیک می گردد، هر طول موج اطلاعاتی را از نقاط زمانی مختلف دریافت می نماید، نور سپس از یک توری عبور می نماید که طول موج ها را به سمت بالا تقسیم می نماید و آن ها را به جهات مختلف می فرستد. سپس از یک جایی عبور می نمایند که شبیه یک کد QR است.
این الگوی متفاوت در هر طول موج به عنوان یک بارکد برای جداسازی آن ها در پردازش عمل می نماید. توری دیگری سپس تمام طول موج ها را در یک پرتو واحد ترکیب می نماید که به سنسور تصویر برخورد می نماید. نرم افزار طراحی شده ویژه از بارکدها استفاده می نماید تا بفهمد کدام بخش از سیگنال از کدام طول موج می آید و در نهایت هر کدام به نقاط زمانی مختلف مربوط می شوند.
تمام این فرآیند این امکان را فراهم می نماید که یک عکس فوری به چند فریم تقسیم گردد تا یک فیلم کوتاه ساخته گردد. در حال حاضر، این رویکرد فقط می تواند فیلم هایی با طول 132 فریم را مدیریت کند که حداکثر 850 فمتوثانیه است، با این حال محققان نشان دادند که می توانند پدیده های جالبی را ثبت کند. آن ها در مقاله خود از این دوربین برای ضبط یک نیمه هادی که فوتون ها را از پالس لیزر جذب می نماید و بعلاوه لیزری که برای مغناطیسی کردن یک فیلم آلیاژ استفاده می گردد، استفاده کردند.
به گفته محققان دومین آزمایش پیامدهای مهمی برای توسعه حافظه محاسباتی نو بر اساس مغناطیس دارد و اساساً معین می نماید که واقعاً با چه سرعتی می توانند داده ها را بنویسند یا بخوانند. یکی دیگر از کاربردهای امیدوارنماینده، ثبت واکنش سلول ها به امواج ضربه ای ناشی از دستگاه های اولتراسوند است که می تواند پیامدهایی برای تجهیزات پزشکی داشته باشد.
منبع: livescience
58323
منبع: خبرآنلاین