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超高速相機(jī)捕捉激光脈沖(上)

星之球激光 來源:新華網(wǎng)2011-12-29 我要評論(0 )   

好萊塢不得不借用一些技巧來向觀眾做出 激光 束穿過空中的效果。這是因為激光束的速度太快了,膠片捕捉不到。現(xiàn)在有一種新型相機(jī)記錄圖像的速度能達(dá)到6000億幀/秒,可以...

  好萊塢不得不借用一些技巧來向觀眾做出激光束穿過空中的效果。這是因為激光束的速度太快了,膠片捕捉不到?,F(xiàn)在有一種新型相機(jī)記錄圖像的速度能達(dá)到6000億幀/秒,可以真實捕捉到激光脈沖的反射路徑。

  該系統(tǒng)由麻省理工學(xué)院媒體實驗室(MIT"s Media Lab)拉梅斯?萊斯卡(Ramesh Raskar)所領(lǐng)導(dǎo)的研究人員開發(fā)。在實驗室桌面范圍內(nèi),目前相機(jī)可以記錄下激光僅持續(xù)50飛秒(二十兆分之一秒)的極短脈沖在撞上前面物體時的現(xiàn)象。相機(jī)捕捉到了激光脈沖在物體之間來回反彈并反射離開。

  萊斯卡說這種新型相機(jī)可用于全新的醫(yī)學(xué)成像,追蹤人體組織中的光線。還能進(jìn)行全新的圖片處理。在實驗中,相機(jī)捕捉到的圖像幀大概有500-600像素。

  市場上最快的科學(xué)相機(jī)捕捉圖片的速率是每秒幾百萬幀。它們與數(shù)碼相機(jī)的工作方式相似,光敏傳感器通過鏡頭把光轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,保存至磁盤。

  媒體實驗室的研究人員采用了另外一種方法,研究組的成員安德烈?弗坦(Andreas Velten)說。電子系統(tǒng)固有的反應(yīng)時間限制在500微微秒,他說,因為在這樣的設(shè)計中,電子信號沿著電線穿過芯片花費了太長時間。“(我們的快門速度)低于2微微秒,因為我們用超高速掃描照相機(jī)檢測光線,它可以避免電子系統(tǒng)的問題”。

  超高速掃描照相機(jī)是比普通攝影更具代表性的測量激光脈沖時間的方法,它不需要任何電子元器件來記錄光線。進(jìn)入超高速掃描照相機(jī)的光線落到一個專用電極(光電陰極)上,把光子流轉(zhuǎn)換成相匹配的電子流。電子流碰撞相機(jī)背部的屏幕,屏幕上涂有一層化學(xué)物質(zhì),有電子流落在上面時就會點亮。這與傳統(tǒng)陰極射線管電視機(jī)的工作原理相同。

 

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