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幾乎每個人都有過拍照時眨眼的經歷。照相機咔嚓一聲,你的眼睛閉上了,再睜開的時候,照片就毀了。美國加州理工學院研發的新型超快相機,如果它對準的是你可愛的臉龐,也能拍到你閉著眼睛像個傻瓜一樣的樣子,只是在你眨眼的時間裡,它可以拍出數萬億張照片,而不是只拍一張照片。
Lihong Wang實驗室的Bren教授開發的新相機,每秒可拍攝70萬億張照片。這個速度快到可以看到光波的移動和分子的螢光衰變。
該相機技術被Wang稱為壓縮超快光譜攝影(CUSP),在某些方面類似於他之前製造的快速相機,比如他的相位敏感壓縮超快攝影(pCUP)設備,可以每秒拍攝1萬億幀的透明物體和現象。
CUSP將發射極短雷射脈衝的雷射器與光學器件和一種特殊類型的相機結合在一起,這種雷射器發射出的雷射光脈衝極短,持續時間只有四分之一秒(1飛秒)。光學系統將單個飛秒級的雷射光脈衝分解成一串更短的脈衝,每個脈衝都能在相機中產生圖像。
Wang說,這項技術可以為基礎物理、下一代半導體微型化和生命科學等領域開闢新的研究途徑。"我們設想在豐富的極速現象中的應用,如超短光傳播、波傳播、核聚變、雲和生物組織中的光子傳輸、生物大分子的螢光衰變等,"Wang說。
一篇描述該技術的論文,標題為《Single-shot ultrafast imaging attaining 70 trillion frames per second》,刊登在4月29日的《自然通訊》雜誌上。