每秒捕捉156万亿帧图像迄今拍照速度最快相机面世

新设备使用新颖的光学技术从超快激光的单个脉冲内捕获图像。

加拿大科学家研制出迄今已知速度最快的相机，其能以每秒156万亿帧的速度拍摄图像。这种相机使科学家能管窥飞秒内发生的现象，从而帮助他们打造超快的磁存储设备，并开创超声波医疗新领域。相关论文发表于新一期《自然·通讯》杂志。

对超快现象成像面临的主要挑战是，此前即使最快的相机传感器也只能以每秒数亿帧的速度捕捉镜头，但自然界中许多事件的发生速度比这快五六个数量级。

2020年，加拿大魁北克大学国立科学研究院团队借助“压缩超快摄影”技术，将照相机的成像速度提高到每秒70万亿帧。而在最新研究中，他们利用“扫频编码孔径实时飞秒成像”(SCARF)技术，将这一速度提高了一倍多。

新SCARF相机的独特之处在于其成像方式。通过超快速扫描静态编码孔径，该相机能够在不剪切超快现象的情况下捕获图像。这种创新方法使相机能够以每秒156万亿帧的速度捕捉极快的“啁啾”激光脉冲。在这些激光中，光的波长被拉伸，使不同颜色的光在不同时间进入传感器，从而捕获空间信息。随后，先进的计算机算法会对原始图像数据进行处理，将数万亿帧中的每一帧转换为清晰的图像。

团队使用新设备为吸收激光脉冲光子的半导体，以及对合金膜消磁的激光拍了照片，后者对开发基于磁性的新型计算存储器具有重要意义。该相机还有望记录细胞对超声波设备引起的冲击波的反应，从而对医疗领域产生重大影响。

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