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捕捉原子波的超高速相机问世

2015年05月06日01:04    来源:科技日报    手机看新闻
原标题:捕捉原子波的超高速相机问世

  科技日报北京5月5日电 (记者刘园园)当晶体点阵受到激光脉冲刺激,原子的波浪,或称原子波,可在材料中以接近光速六分之一的速度传播——大约每秒2.8万英里。现在,科学家拥有了记录这种瞬间超速运动的相机。

  据物理学家组织网近日报道,日本科研人员近日发明了一种新型高速相机,它可以每秒万亿帧的速度进行拍摄,比传统的高速相机快不止1000倍。这种相机被称为“STAMP”,意为“连续定时全光学映射摄影”。

  传统的高速相机受到其机械和电子组件处理速度的限制,而STAMP通过使用高速光学组件突破了这种局限性。STAMP借助了光的一种属性——色散,它可以在云雾把阳光分散成五光十色时观察到。与色散类似,STAMP将超短光束分散成多种彩色的光脉冲,它们在拍摄过程中连续快速撞击被拍摄物体。通过分析每个彩色光脉冲,就可以把物体携带分散的光脉冲穿过设备时的动态图像连贯起来。

  另外一种光学成像技术叫做“泵浦—探测法”,拍摄帧频甚至比STAMP还要快,但是每次只能抓拍1帧,因此它的使用只能局限于完全重复的过程。“很多物理学和生物学的现象是难以复制的。”东京大学的研究人员中川圭一(音译)说,这激发着研究人员研发出每次可以拍摄多帧的超速相机。中川圭一与来自多个日本科研机构的科学家共同研发了STAMP技术。

  2014年该科研团队公布了第一代STAMP相机,那时它每次按下快门最多可以拍摄6帧。现在升级版STAMP相机每次可以拍摄25帧图像,中川圭一相信,借助现有技术可以将每次拍摄的图像提升到100帧。

  中川圭一说:“STAMP技术为研究多种未获探索的复杂超速现象带来了希望。”他的科研团队已经将STAMP相机用于拍摄铌酸锂晶体中的电子运动和点阵震动,并用它来观察激光聚焦在玻璃上时出现的灼热而快速扩张的等离子体。

(来源:科技日报)

(责编:赵竹青、马丽)


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