Unos científicos han creado una cámara científica extremadamente rápida que capta imágenes a una velocidad de codificación de 156,3 THz para píxeles individuales, lo que equivale a 156,3 billones de fotogramas por segundo. La cámara SCARF (swept-coded aperture real-time femtophotography) para investigación podría suponer un gran avance en el estudio de microeventos que aparecen y desaparecen con demasiada rapidez para los sensores científicos actuales.
La cámara SCARF ya ha captado con éxito fenómenos ultrarrápidos como la absorción en un semiconductor y la desmagnetización de una aleación metálica. La investigación podría abrir nuevas fronteras en ámbitos como la mecánica de ondas de choque o el desarrollo de soluciones médicas más eficaces.
El equipo de investigación estuvo dirigido por el profesor Jinyan Liang, de los Institutos Nacionales Canadienses de Investigación Sanitaria (INRS). Se trata de un experto de renombre mundial en fotografía ultrarrápida que se basó en sus descubrimientos de otro estudio realizado hace 6 años.
El profesor Liang y su grupo prepararon el estudio como una nueva forma de ver las cámaras ultrarrápidas. Normalmente, estos sistemas utilizan un enfoque secuencial: toman fotogramas de uno en uno y los cosen para observar objetos en movimiento. Pero este enfoque tiene limitaciones.
«Por ejemplo, fenómenos como la ablación por láser de femtosegundo, la interacción de ondas de choque con células vivas y el caos óptico no pueden estudiarse de este modo,» dijo Liang.
La nueva cámara SCARF se basa en las investigaciones anteriores de Liang para cambiar la lógica de la cámara ultrarrápida tradicional.
«Su modalidad de imagen permite la conmutación ultrarrápida de la apertura codificada estática sin perturbar el fenómeno ultrarrápido. Esto permite velocidades de codificación de secuencia completa de hasta 156,3 THz para píxeles individuales en una cámara de dispositivo de carga acoplada (CCD). Estos resultados pueden obtenerse en un solo fotograma con velocidad de fotogramas y escala espacial» ajustables tanto en modo de reflexión como de transmisión.
En otras palabras, la cámara utiliza la modalidad de imagen computacional para captar información espacial permitiendo que la luz entre en su sensor en un momento ligeramente distinto. Al no tener que procesar los datos espaciales en este punto, la cámara queda libre para captar estos pulsos láser extremadamente rápidos hasta 156,3 billones de veces por segundo. A continuación, los datos de la imagen en bruto pueden procesarse mediante un algoritmo informático que descodifica los datos de entrada de forma escalonada, convirtiendo cada uno de los billones de fotogramas en una imagen completa.
Cabe destacar que estos resultados se han conseguido «utilizando componentes ópticos pasivos y disponibles en el mercado». El equipo describe SCARF como un método de bajo coste, bajo consumo de energía y alta calidad de medición en comparación con los métodos existentes.
Fuente: Engadget