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超高速相機捕捉激光脈衝(上)

星之球激光 來源:新華網2011-12-29 我要評論(0 )   

好萊塢不得不借用一些技巧來向觀眾(zhong) 做出 激光 束穿過空中的效果。這是因為(wei) 激光束的速度太快了,膠片捕捉不到。現在有一種新型相機記錄圖像的速度能達到6000億(yi) 幀/秒,可以...

  好萊塢不得不借用一些技巧來向觀眾(zhong) 做出激光束穿過空中的效果。這是因為(wei) 激光束的速度太快了,膠片捕捉不到。現在有一種新型相機記錄圖像的速度能達到6000億(yi) 幀/秒,可以真實捕捉到激光脈衝(chong) 的反射路徑。

  該係統由麻省理工學院媒體(ti) 實驗室(MIT"s Media Lab)拉梅斯・萊斯卡(Ramesh Raskar)所領導的研究人員開發。在實驗室桌麵範圍內(nei) ,目前相機可以記錄下激光僅(jin) 持續50飛秒(二十兆分之一秒)的極短脈衝(chong) 在撞上前麵物體(ti) 時的現象。相機捕捉到了激光脈衝(chong) 在物體(ti) 之間來回反彈並反射離開。

  萊斯卡說這種新型相機可用於(yu) 全新的醫學成像,追蹤人體(ti) 組織中的光線。還能進行全新的圖片處理。在實驗中,相機捕捉到的圖像幀大概有500-600像素。

  市場上最快的科學相機捕捉圖片的速率是每秒幾百萬(wan) 幀。它們(men) 與(yu) 數碼相機的工作方式相似,光敏傳(chuan) 感器通過鏡頭把光轉換成數字信號,保存至磁盤。

  媒體(ti) 實驗室的研究人員采用了另外一種方法,研究組的成員安德烈・弗坦(Andreas Velten)說。電子係統固有的反應時間限製在500微微秒,他說,因為(wei) 在這樣的設計中,電子信號沿著電線穿過芯片花費了太長時間。“(我們(men) 的快門速度)低於(yu) 2微微秒,因為(wei) 我們(men) 用超高速掃描照相機檢測光線,它可以避免電子係統的問題”。

  超高速掃描照相機是比普通攝影更具代表性的測量激光脈衝(chong) 時間的方法,它不需要任何電子元器件來記錄光線。進入超高速掃描照相機的光線落到一個(ge) 專(zhuan) 用電極(光電陰極)上,把光子流轉換成相匹配的電子流。電子流碰撞相機背部的屏幕,屏幕上塗有一層化學物質,有電子流落在上麵時就會(hui) 點亮。這與(yu) 傳(chuan) 統陰極射線管電視機的工作原理相同。

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