Una cam ultraveloce che cattura a 156,3 THz? Un team di scienziati l’ha realizzata
Un team di scienziati ha realizzato una nuovissima macchina fotografica ultraveloce, in grado di catturare immagini ad una velocità di codifica di 156,3 terahertz (THz) per singolo pixel, che equivalgono a 156300000000000 fps.
Questa meraviglia della tecnologia, chiamata SCARF (acronimo di swept-coded aperture real-time femtophotography), è destinata solamente alla ricerca, ma potrebbe aprire nuove frontiere nello studio di micro-eventi che avvengono a velocità troppo elevate per i sensori scientifici più costosi attualmente disponibili.
A capo de progetto c’è il Professor Jinyang Liang dell’Institut national de la recherche scientifique (INRS) del Canada, riconosciuto a livello mondiale come un pioniere nella fotografia ultrarapida.
Grazie alla tecnologia di SCARF si è riusciti a catturare eventi ultrarapidi come l’assorbimento in un semiconduttore e la smagnetizzazione di una lega metallica, ma è solo l’inizio di un percorso che potrebbe portare a utilizzi nella meccanica, ad esempio nello studio delle onde d’urto, o anche in ambito medico.
Per arrivare al risultato è stato cambiato completamente l’approccio. Solitamente si opera in maniera sequenziale, catturando i fotogrammi uno alla volta e unendoli per osservare gli oggetti in movimento. Tuttavia questo metodo presenta dei limiti secondo Liang, pertanto fenomeni come l’ablazione laser nell’ordine dei femtosecondi, l’interazione delle onde d’urto con le cellule viventi e altri fenomeni molto rapidi non possono essere studiati in questo modo.
La nuova macchina fotografica si basa sulla ricerca precedente di Liang per sovvertire la logica tradizionale delle camere ultrarapidi. Lo spiega molo bene Julie Robert, responsabile della comunicazione dell’INRS.
“La sua modalità di acquisizione delle immagini consente una scansione ultrarapida di un’apertura codificata statica senza tagliare il fenomeno ultrarapido. Ciò fornisce velocità di codifica a sequenza completa fino a 156,3 THz per singoli pixel su una fotocamera con un dispositivo ad accoppiamento di carica (CCD). Questi risultati possono essere ottenuti in un singolo scatto a frequenze di fotogrammi e scale spaziali regolabili sia in modalità di riflessione che di trasmissione”.
Ciò significa che la telecamera utilizza una modalità di acquisizione computazionale per catturare informazioni spaziali consentendo alla luce di entrare nel sensore a tempi leggermente diversi. Non dover elaborare i dati spaziali nel momento stesso è uno dei fattori che consente alla telecamera di catturare quegli impulsi laser estremamente rapidi. In ogni caso, tutto avviene passando per i classici componenti ottici passivi. Il team descrive SCARF come una tecnologia a basso costo, molto efficiente e decisamente precisa rispetto alle tecniche esistenti. Non sarà ovviamente una soluzione pensata per l’uso commerciale, ma il team sta già collaborando con due aziende, Axis Photonique e Few-Cycle, per sviluppare versioni presumibilmente destinate ad altre istituzioni scientifiche o di ricerca universitaria. Per una spiegazione più tecnica della telecamera e delle sue potenziali applicazioni, è possibile consultare la ricerca completa su Nature (in FONTE).
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