تم إنشاء كاميرا فائقة السرعة لالتقاط الأشياء غير المرئية

تم إنشاء كاميرا فائقة السرعة لالتقاط الأشياء غير المرئية
تم إنشاء كاميرا فائقة السرعة لالتقاط الأشياء غير المرئية
Anonim

قام العلماء الأمريكيون بتحسين أسرع كاميرا في العالم من أجل التقاط الأشياء الشفافة والعمليات غير المرئية مثل موجات الصدمة أو نبضات الليزر. الوصف موجود في مجلة Science Advances.

منذ أكثر من عام بقليل ، طور أستاذ في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا Lihong Wang (Lihong Wang) أسرع كاميرا في العالم - جهاز قادر على التقاط 10 تريليون صورة في الثانية. إنه سريع جدًا لدرجة أنه يمكنه حتى إظهار حركة الضوء بالحركة البطيئة. لكن هذا الجهاز لم يكن مناسبًا لالتقاط الأشياء أو العمليات الشفافة التي تحدث في بيئات شفافة.

كشف Lihong Wang وزملاؤه الآن عن تطور جديد يجمع بين كاميرا فائقة السرعة قادرة على إنتاج تريليون صورة في الثانية ومجهر تباين طوري. يلتقط الجهاز صورًا فائقة السرعة للأجسام الشفافة وحتى الظواهر غير المرئية مثل موجات الصدمة أو نبضات الليزر.

طور الفيزيائي الهولندي فريتز زيرنيك الفحص المجهري الطوري منذ ما يقرب من 100 عام لتمكين تصور الأجسام الشفافة ، مثل الخلايا ، التي تتكون في الغالب من الماء. تعتمد الطريقة على حقيقة أن موجات الضوء تتباطأ أو تتسارع عند مرورها عبر مواد مختلفة. على سبيل المثال ، إذا مر شعاع من الضوء عبر قطعة زجاج ، فإنه يتباطأ عند دخوله إلى الزجاج ثم يتسارع مرة أخرى عند خروجه. تنعكس هذه التغييرات في السرعة في وقت انتقال الأمواج. باستخدام بعض التقنيات البصرية ، يمكن تمييز الضوء المار عبر الزجاج عن الضوء الذي لم يمر عبره ، ويصبح الزجاج مرئيًا للأجهزة.

قال ليهون وانغ في بيان صحفي صادر عن المعهد: "لقد قمنا بتكييف الفحص المجهري الطوري القياسي لتوفير تصوير سريع للغاية يسمح لنا بعرض الظواهر فائقة السرعة في مواد شفافة".

يتم تحقيق عرض فائق السرعة من خلال تقنية تشفير LLE-CUP المضغوطة ، فائقة السرعة ، الخالية من الخسائر. على عكس معظم تقنيات الفيديو فائقة السرعة الأخرى ، والتي تلتقط سلسلة من الصور بالتتابع ، فإن نظام LLE-CUP يأخذ لقطة واحدة ، ويلتقط كل الحركات من البداية إلى النهاية.

دعا وانغ تقنية التصوير فائق السرعة المضغوطة الحساسة للطور. لإظهار قدرات الجهاز ، صور العلماء انتشار موجة صدمة في وسط مائي ونبضة ليزر في مادة بلورية.

وفقًا للباحث ، لا تزال التكنولوجيا في مرحلة مبكرة من التطوير ، ولكن بمرور الوقت ستتمكن من العثور على تطبيقات في العديد من مجالات الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا. مع بعض التحسين ، سيكون من الممكن التسجيل على الفيديو حتى كيف تمر الإشارة عبر الخلايا العصبية. تسمح لك الامتدادات الصغيرة للألياف العصبية التي تحدث أثناء مرور الإشارات برؤية التفاعل في شبكة الخلايا العصبية.

يقول العالم: "نأمل أن نرى توسعًا طفيفًا في الألياف العصبية عندما تمر الإشارات عبر الخلايا العصبية. وفي الشبكة العصبية ، قد نتمكن من رؤية اتصالها في الوقت الفعلي". بالإضافة إلى ذلك ، كما قال ، نظرًا لأنه من المعروف أن درجة الحرارة تغير تباين الطور ، فإن النظام "قادر على تصوير كيفية انتشار جبهة اللهب في غرفة الاحتراق".

موصى به: