Wissenschaftler entwickeln ultraschnelle wissenschaftliche Kamera SCARF mit rekordverdächtiger Aufnahmegeschwindigkeit
Kanadische Forscher haben eine einzigartige wissenschaftliche Kamera mit der Bezeichnung SCARF (real-time coded aperture femtophotography) entwickelt, die Bilder mit einer astronomischen Kodierrate von 156,3 Terahertz (THz) aufnehmen kann, was 156,3 Billionen Bildern pro Sekunde entspricht. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Untersuchung ultraschneller Mikroereignisse, die zu schnell ablaufen, um von den modernsten wissenschaftlichen Sensoren erfasst zu werden.
Die Ergebnisse der Studie wurden in der Zeitschrift Nature veröffentlicht und in einer Pressemitteilung des INRS zusammengefasst.
SCARF hat es ermöglicht, transiente Phänomene wie die Absorption in Halbleitern und die Entmagnetisierung von Metalllegierungen aufzuzeichnen, was zu Fortschritten in Bereichen wie der Stoßwellenmechanik und der Entwicklung neuer Medikamente beitragen kann. Diese Studie wurde von ProfessorJinyang Liang vom National Institute of Scientific Research of Canada (INRS) durchgeführt, der für seine Pionierarbeit auf dem Gebiet der ultraschnellen Fotografie bekannt ist.
SCARF unterscheidet sich von herkömmlichen Ultrahochgeschwindigkeitskameras dadurch, dass es keine Einzelbilder aufnimmt und diese stapelt, um Bilder von sich bewegenden Objekten zu erstellen, sondern eine Technik verwendet, die eine ganze Bildsequenz mit einem einzigen Bild aufnimmt. Ermöglicht wird dies durch Berechnungsmethoden, bei denen das Licht zu unterschiedlichen Zeiten auf den Kamerasensor trifft. Diese Daten werden dann mit einem speziellen Computeralgorithmus verarbeitet, der jedes der Billionen Bilder in ein klares Bild umwandelt.
Dieser Fortschritt wurde durch die Verwendung erschwinglicher und passiver optischer Komponenten erreicht, die SCARF nicht nur zu einer innovativen, sondern auch zu einer relativ kostengünstigen Lösung mit geringem Stromverbrauch und hoher Messqualität im Vergleich zu bestehenden Methoden machen. Obwohl der Schwerpunkt der Kamera auf Forschungsanwendungen liegt, wird in Zusammenarbeit mit Axis Photonique und Few-Cycle bereits an kommerziellen Versionen der Kamera gearbeitet, die für Forschungseinrichtungen und Hochschulen von Interesse sein könnten.
