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日開發最高速相機 每秒拍4.4兆次

世界上最快速的照相機,每秒能拍攝4.4兆格畫面。(網頁擷圖)
世界上最快速的照相機,每秒能拍攝4.4兆格畫面。(網頁擷圖)

【記者王明/編譯】日本慶應大學和東京大學的研究人員,共同研發出世界上最快速的照相機,每秒能拍攝4.4兆格畫面,比現有最快速相機快1千倍,可以捕捉發生時間極短的圖像,未來將可以廣泛應用於醫療等不同領域。

據物理學家組織網站phys.org報導,經由普通高速相機拍攝,研究人員和一般人都可觀察到其他技術難以細察的事物,不論是體育活動的慢動作或是機械運作的詳細過程。

之前,拍攝速率最快的相機是憑藉「泵浦探測技術」(pump-probe process),亦即「大量注入」光線至被拍攝物體的表面,然後再用「探針」將光線吸收,其主要缺點是需重複測量才能建構圖像。

新的照相技術是基於動態資訊的「飛秒攝影術」(femtophotography),進行單一影像的連續擷取,這意味著可以省去重複測量的程序。其運作原理是經過時間的推移,利用物體在空間的波形變化形成光學圖譜。這種新技術的拍攝速率,遠高於現有最快相機的1千倍,而且還擁有不差的解析度(450×450)。

研究人員將這項技術命名為「連續定時全光學映射攝影」(Sequentially Timed All-optical Mapping Photography, STAMP),它能捕捉以大約以光速1/6高速發生的現象,例如:熱傳導等。

研究團隊聯合開發這款相機超過3年,並持續進行下一階段的研發目標,目前該照相機有1平方公尺的大小,他們希望下一代的尺寸更加縮小,才能實際應用至工業界。他們認為,這種相機可以廣泛應用於不同領域,包括公共和私人部門,譬如:汽車大型零件的雷射加工,或是體積微細的半導體製造。

研究人員說,此款高速相機可實際看到雷射的運作情形,未來也能在醫療領域發揮相當作用。◇