加州理工學院開發出超快相機,每秒可捕捉 70 兆幀數

作者 | 發布日期 2020 年 05 月 07 日 3:04 | 分類 尖端科技 , 數位相機 Telegram share ! follow us in feedly


一般來說,相機幀數多會落在 24-120 幀之間,但為了捕捉慢動作細節,一些最高級的手機攝影可以達到每秒 1000 幀的速度,但這些與世界上最快的攝影機相比都不值一提。運用最新器材,加州理工學院近日再度刷新紀錄:每秒 70 兆幀,團隊相信透過這樣的速度,將足以捕捉到光子傳輸的樣貌。

這項最新技術被稱為壓縮超快光譜攝影(CUSP),與普通相機的作用機制不同,CUSP 主要使用極短的雷射光,每發脈衝僅持續一個飛秒(femtosecond, 即 10-15 秒),光學系統接著會將這些脈衝分解為更短的閃光。每個閃光都會擊中相機內的感測器從而產生影像,達到每秒 70 兆幀的速度。

▲ CUSP 系統示意圖。(Source:Peng Wang et al. CC BY 4.0

根據《自然通訊》(Nature Communications)研究的說法,CUSP 系統是主要作者 Lihong Wang 根據早期研究「壓縮超快攝影」(CUP)基礎上開發的最新技術,CUP 讓團隊在 2014 年實現了每秒 1000 億幀的高速,並在 2018 年進化為高速攝影技術(T-CUP)時達到每秒 1 兆幀,而現在的速度又比之前快上 7 倍。

許多團隊都在嘗試使用不同類型技術來捕獲這些高速影像,像是日本團隊在 2014 年時便曾達到每秒 4.4 兆幀,瑞典也在 2017 年突破了 5 兆幀,但目前並未有其他團隊能與 CUSP 的紀錄相比擬。

Wang 和團隊認為,CUSP 技術可以用來探測基礎物理中的超快領域,並協助打造更小、更靈敏的電子產品。

「我們設想將可應用於各種超快速現象中,像是超短光傳播、波傳播、核融合、雲朵和生物組織中的光子傳輸,或是生物分子的螢光衰減等。」

(首圖來源:pixabay