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Published on: October 14, 2020
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Fotografía ultra rápida comprimida de una sola toma a cien mil millones de cuadros por segundo
Liang Gao1, Jinyang Liang1, Chiye Li1
1Optical Imaging Laboratory, Department of Biomedical Engineering, Washington University in St Louis, Campus Box 1097, One Brookings Drive, St Louis, Missouri 63130, USA.
Nature
|December 5, 2014
Resumen
La fotografía ultra rápida comprimida (CUP, por sus siglas en inglés) logra 10 y 11 fotogramas por segundo, capturando eventos transitorios en una sola instantánea. Esta innovadora técnica de imagen permite una resolución temporal de picosegundos para diversas aplicaciones científicas.
Área de la Ciencia:
- Física Física es la física de las cosas.
- La óptica es la óptica.
- Tecnología de imágenes de tecnología de imagen.
Sus antecedentes:
- La fotografía de alta velocidad históricamente ha tenido como objetivo capturar eventos transitorios rápidos.
- El dispositivo acoplado a carga (CCD, por sus siglas en inglés) y los sensores complementarios de metal-óxido-semiconductor (CMOS, por sus siglas en inglés) han avanzado en la obtención de imágenes a 10...7 fotogramas por segundo.
- Las limitaciones en la tecnología CCD / CMOS restringen nuevos aumentos en las velocidades de fotogramas debido a la velocidad de almacenamiento y lectura.
Objetivo del estudio:
- Desarrollar una nueva técnica de imagen para capturar eventos no repetitivos y que evolucionan en el tiempo a velocidades sin precedentes.
- Para superar las limitaciones fundamentales de las tecnologías de imágenes de ultra alta velocidad existentes.
- Para permitir la observación de fenómenos transitorios con una resolución temporal de picosegundos.
Principales métodos:
- Demostración de la fotografía ultra rápida comprimida (CUP), una técnica de imagen dinámica bidimensional.
- CUP captura escenas x-y-t en una sola instantánea de cámara, logrando hasta 10 y 11 fotogramas por segundo.
- La técnica es solo de recepción, no requiere iluminación activa especializada.
Principales resultados:
- CUP logró obtener imágenes de eventos transitorios con una resolución temporal de decenas de picosegundos.
- Cuatro fenómenos físicos fundamentales fueron visualizados con un solo disparo de láser: reflexión del pulso láser, refracción, carreras de fotones y movimiento más rápido que la luz.
- La técnica demostró su capacidad para obtener imágenes de objetos luminiscentes, incluidos los fluorescentes y bioluminiscentes.
Conclusiones:
- La fotografía ultra rápida comprimida (CUP, por sus siglas en inglés) representa un avance significativo en la obtención de imágenes de ultra alta velocidad.
- Su capacidad para capturar información temporal y espacial detallada en una sola toma abre nuevas vías para el descubrimiento científico.
- Se espera que la CUP tenga amplias aplicaciones en ciencias fundamentales y aplicadas, incluida la investigación biomédica.
