أضواء على الأبحاث

التقاط نبضة ضوئية وهي تنتقل عبر المادة

 

 
  • Published online:

تستطيع كاميرا جديدة فائقة السرعة أن تنتج فيلمًا يحتوي على عشرات اللقطات بسرعة تبلغ تريليونات اللقطات لكل ثانية.

تلتقط الكاميرات عالية السرعة اللقطات على مستشعرات ضوئية مصنوعة من أشباه موصلات. عادة ما تحفظ هذه النوعية من الكاميرات كل لقطة من لقطات تسلسل ما على مساحة منفصلة من المستشعر، لكنّ القيود التي يفرضها حجم المستشعر يمكن أن تحدّ من طول الفيلم؛ ليحوي عددًا قليلًا فقط من اللقطات.

وعليه، عرض فينج تشن، من جامعة زيان جياوتونج في مقاطعة شنشي بالصين، وليداي فانج، من جامعة سيتي في هونج كونج، وزملاؤهما كل لقطة على مناطق منفصلة – وفي الوقت نفسه متداخلة - من مستشعر الكاميرا. ويُدمَغ كل إطار متعاقب في التسلسل بعلامة عشوائية، قبل أن يصل إلى المستشعر، إذ تسمح هذه العلامات بفصل الصورة الملتقَطة بواسطة المستشعر إلى لقطات مستقلة.

وباستخدام هذه التقنية، يمكن أن تولِّد الكاميرا تسلسلًا مكونًا مما يصل إلى 60 صورة بمعدل 4 تريليونات لقطة في الثانية تقريبًا. وسمح هذا للفريق البحثي بتصوير نبضة من الضوء أثناء انتقالها عبر مادة.

يمكن استخدام هذا النهج لمشاهدة العمليات عالية السرعة؛ مثل التفاعل بين الضوء والأنسجة البيولوجية في جراحة الليزر، بمزيد من التفصيل بمرور الوقت.

(Phys. Rev. Lett. 122, 193904 (2019