幾乎可讓時間“凝固”——
迄今最快照相機每秒可拍十萬億幀
速度高達萬億幀/秒的壓縮超快攝影系統。圖片來源：美國《每日科學》網站
科技日報北京10月15日電 (記者劉霞)據美國《每日科學》網站近日報道，加拿大和美國研究人員開發出目前世界上最快的照相機“T-CUP”，其每秒能捕捉十萬億(1013)幀數據。這種新型相機幾乎可以讓時間“凝固”，有助于科學家觀察包括光在內的各種現象，進一步揭示光和物質之間相互作用的秘密。
近年來，非線性光學與成像領域的創新成果互相補充，開發出許多高效新方法，幫助科學家從微觀層面分析生物與物理學領域的動力學現象。但為了挖掘這些方法的潛力，還需在單次曝光過程中，以超短的時間分辨率，實時記錄圖像。
如果采用現有成像技術，用超短激光脈沖進行測量，必須重復多次，且現有方法僅適合某些惰性樣本，不適合那些更脆弱的樣本。盡管壓縮超快攝影(CUP)技術的處理速度接近一千億幀/秒，卻無法滿足集成飛秒激光器的具體要求。
有鑒于此，加拿大魁北克大學國立科學研究院的超短成像專家梁錦揚(音譯)和美國加州理工學院醫學與電子工程教授王立宏(音譯)領導的團隊，在飛秒條紋相機的基礎上，開發出了這款新型T-CUP系統。
王立宏解釋：“只用飛秒條紋照相機，圖像質量將受到限制，為改善這一點，我們增加了另一個相機來獲取靜態圖像。新相機與飛秒條紋相機采集的圖像結合，可獲取高質量的圖像，同時每秒記錄十萬億幀數據。”
研究人員表示，T-CUP創造了實時成像速度的世界紀錄，可助力新一代顯微鏡用于生物醫學、材料科學與其他領域。而且，這種照相機能以無與倫比的時間分辨率，分析光線與物質之間的相互作用。
在“首秀”中，T-CUP在400飛秒的時間間隔內，拍攝了25幀圖像，不僅記錄了這一過程，還詳細描述了光脈沖的形狀、強度和傾斜角度。
該研究負責人梁錦揚表示：“未來，我們有望將照相機的速度增至千萬億(1015)幀/秒，進一步揭示光和物質之間的秘密。”
