|  | 30 января 2015 | Новости науки и техники

Камера, снимающая со скоростью 20 миллиардов кадров в секунду, позволила снять движение импульса света лазера

Снимок импульса света лазера


Видимые лучи лазерного света, пронизывающие пространство, являются непременным атрибутом научно-фантастических фильмов, в которых демонстрируются сцены масштабных космических баталий. На самом деле все обстоит совершенно иначе, эти лучи очень трудно увидеть даже в воздухе, а в вакууме безвоздушного пространства они должны быть абсолютно невидимыми. Для того, чтобы получить возможность увидеть любой свет необходимо, чтобы его фотоны попали прямо в глаза человека. А так как фотоны лазерного света передвигаются только в одном направлении в пределах узкого луча, их можно увидеть только в том случае, если они отразятся от чего-либо, к примеру, от молекул воздуха.

Рассеивание лазерного света молекулами чистого воздуха слишком слабо для того, чтобы на это смогли среагировать светочувствительные нервные окончания сетчатки глаза. Из-за этого во время лазерных шоу в помещение запускают дым или пар, который рассеивает гораздо большее количество фотонов, делая лучи лазеров хорошо видимыми. "Мы же попытались и нам удалось увидеть свет лазера, который просто "проходит" мимо и на него не оказывается никаких дополнительных воздействий" - рассказывает Женевьева Гэрипи (Genevieve Gariepy), ученая из университета Хериот-Уотта (Heriot-Watt University), Эдинбург, Великобритания.

Движение импульса света лазера


Для того, чтобы получить возможность увидеть свет лазера ученые создали камеру с невероятно чувствительным датчиком, который способен уловить то небольшое количество фотонов, рассеиваемое молекулами чистого воздуха, и с высокой точностью зарегистрировать время их прибытия. Датчики были сформированы в виде матрицы 32 на 32 элемента, а их четкая синхронизация позволила достичь огромной скорости съемки, которая равнялась 20 миллиардам кадров в секунду.

Объектив сверхскоростной камеры был обращен в сторону сцены, на которой были установлены зеркала, отражающие свет импульсов лазера. Для съемки короткого видеоролика потребовалось около 2 миллионов импульсов лазера, которые были произведены в течение 10 минут. Последующая обработка отснятого материала позволила отфильтровать посторонние шумы, оставив лишь картину движения импульса, сформированную фотонами лазерного света, рассеянного молекулами воздуха.

Структура высокоскоростной камеры


"Так, буквально кадр за кадром, мы собрали всю картину перемещения импульса лазерного света через оптическую систему" - рассказывает Женевьева Гэрипи, - "Только для улучшения восприятия нам пришлось наложить полученное видео на фоновое изображение, снятое обычной камерой, и окрасить свет в зеленый цвет для того, чтобы он соответствовал истинному цвету лазерного света".

Данный эксперимент начинался ученым как чисто исследовательский проект. Но они считают, что такая камера может использоваться и на практике, к примеру, для изучения свойств и поведения короткоживущей ионизированной плазмы и других быстропротекающих процессов.





Ключевые слова:
Камера, Съемка, Скорость, Кадр, Фотон, Свет, Луч, Лазер, Воздух, Рассеивание, Датчик

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Новая фемтосекундная камера позволяет снимать биопроцессы, происходящие вну ...
  • Новая сверхскоростная камера позволила увидеть ударную волну, возникающую п ...
  • Создана камера, способная заснять перемещение импульса света, снимая это со ...
  • Ученым удалось снять видео полета "пули" импульса лазерного света
  • Новая лазерная система позволяет получить трехмерные снимки объектов с кило ...




  • 30 января 2015 08:39
    #1 Написал: CodeX

    Публикаций: 0
    Комментариев: 120
    То есть, частота восприятия сенсора превзошла, гм, скорость света? неужели наконец-то ? я бы посмотрел на схемотехнику такой установки winked Судя по видео, камера должна была снимать будущее, чтобы сделать видимым сам эффект. У меня одного возникает впечатление, что мы зрительно воспринимаем не поле источника, а источник поля?
    PS. Дошло только что! Они собрали раскадровку за множественные моменты регистрации и пропустили ее через какой то фотошоп. НУ тогда все понятно как эта ерунда работает.
        
    30 января 2015 09:02
    #2 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3857
    Цитата: CodeX
    частота восприятия сенсора превзошла, гм, скорость света?

    Да нет, такое делалось уже не раз. Просто четкая синхронизация момента съемки с временем излучения импульса лазера и постепенное смещение этого момента. Плюс, чего тут не отнять, высокая чувствительность датчика, который способен уловить фотоны света, рассеиваемые воздухом.


    --------------------
        
    31 января 2015 13:23
    #3 Написал: radio

    Публикаций: 0
    Комментариев: 175
    Цитата: CodeX
    То есть, частота восприятия сенсора превзошла, гм, скорость света?

    Разные величины не сравниваются. Секунд не может быть больше, чем метров или килограммов.
        
    31 января 2015 17:00
    #4 Написал: CodeX

    Публикаций: 0
    Комментариев: 120
    Разные величины не сравниваются. Секунд не может быть больше, чем метров или килограммов.

    У электромагнитной волны есть своя частота и фаза волны. Сенсор выдает свой дискретный сигнал дальше по цепи. Эдакий, сверхчастотный джиттер получается, с большой натяжкой можно обозвать это явление так, исходя из видео. Тут дело не в том в каких ярлыках мы меряемся, а в элементарных временных интервалах передачи импульса. Мы не можем превысить фазовую скорость носителя поля, в этом то и вся соль. Иначе, мы бы видели как камера снимает будущее.
        
    3 февраля 2015 12:44
    #5 Написал: Macsi21

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Да не снимает эта камера будущее))). Я уверен что там несколько тысяч отдельных камер потому как фиксировать и обрабатывать информацию с такой скоростью не реально, Учитывая современную миниатюризацию там может быть и миллион камер снимающих 2 тис кадров в секунду. И если они стоят рядом то даже фотошопа не нужно чтобы полученную раскадровку склеить. Синхронизировать работу таких камер вполне может кристалл с частотой 2МГц. И все)
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.