Det en gruppe forskere jobber med nå er ekstremt imponerende. Forskere designer akkurat nå med å lage verdens raskeste UV-kamera som skal fange fotoner i ultrafiolett område i sann tid.
Teamet til professor Jinyang Liang, en ultrafast bildespesialist ved Institut national de la recherche scientifique (INRS), i samarbeid med et internasjonalt team av forskere, har utviklet verdens raskeste kamera som er i stand til å fange sanntids ultrafiolette (UV) fotoner. Denne originale studien er på forsiden av utgave 10 av Laser & Photonics Reviews.
Les: Fortsetter å gi dine skattepenger til rasistorganisasjonen «Human Rights Service»
Compressed Ultra-Fast Photography (CUP) fanger hele prosessen i sanntid og med enestående oppløsning med ett klikk. Den romlige og tidsmessige informasjonen blir først komprimert til et bilde og deretter konvertert til video ved hjelp av en rekonstruksjonsalgoritme.
Utvikling av et kompakt UV-instrument
Inntil nå var denne teknikken begrenset til synlige og nær-infrarøde bølger, og derfor til en bestemt kategori av fysiske hendelser. “ Mange fenomener som forekommer på veldig korte tidsskalaer, oppstår også i en veldig liten romlig skala. Du må føle de kortere bølgene for å se dem. Å gjøre dette med tanke på UV og til og med røntgen er et bemerkelsesverdig skritt mot å nå dette målet , sier Jinyang Liang, som ledet studien.
For å registrere i dette nye bølgelengdeområdet og utvikle teknikken til et brukervennlig produkt, designet forskere et kompakt UV-CUP-system fra Christian-Yves Côté fra Axis Photonique Inc. som en del av samarbeid mellom fag- og industrisamfunnet.
Det nye systemet har en mønstret fotokatode som oppdager og koder «svart lys» samtidig.
“ Som med et standardkamera, er teknologien vår passiv. Det produserer ikke lys; mottar den. Derfor måtte fotokatoden vår være følsom for fotoner som sendes ut i form av UV-lys. Dette prosjektet gjør teknikken vår til et frittstående system som enkelt kan integreres i forskjellige eksperimentelle plattformer, sier Jinyang Liang, som har bidratt til utviklingen av CUP siden doktorgraden.
Liang samarbeidet med François Légaré, også INRS-professor, for å generere og ta bilder av UV-pulser ved Advanced Laser Light Source (ALLS) -laboratoriet. “Det unike forskningsmiljøet ved Énergie Matériaux Télécommunications Research Center ved INRS er veldig nyttig. Det er mye mer effektivt når alle nødvendige design-, produksjons- og karakteriseringsalternativer er tilgjengelige i samme bygning. ”
Les på Engelske klubber: Manchester United veteran Juan Mata tilbudt fantasilønn
Inndeling av gjenoppbyggingsproblemet
» Å ta et bilde er bare første halvdel av jobben, » sier Jinyang Liang. » Det må også rekonstrueres . » For å gjøre dette utviklet forskere en ny algoritme som er mer effektiv enn standardalgoritmer, takket være samarbeid med Boston University. Styrke ligger i oppgavefordelingen. ‘ I stedet for å løse gjenoppbyggingsproblemet som en klump, deler algoritmen ned rekonstruksjonen i mindre problemer som den løser hver for seg, forklarer professor Liang.
Takket være innovasjoner innen både maskinvare og programvare, har UV-CUP en bildehastighet på 0,5 billioner bilder per sekund. Den produserer filmer med 1500 bilder i stort format. Som en hastighet på lysbildeapparatet ser UV-CUP flygende UV- fotoner i sanntid. » Jeg er alltid fascinert av å se det raskeste objektet i universet i så store detaljer, » sier Yingming Lai, en kandidatstudent ved INRS.
Enheten utviklet som en del av dette internasjonale samarbeidet vil bli sendt til SOLEIL Synchrotron forskningslaboratorium i Frankrike for visualisering av fysiske fenomener. Det kan fange opp laserplasmaproduksjon, et fenomen som er nødvendig for å bestemme visse materialegenskaper, og UV-fluorescens, som er viktig i medisinsk bildebehandling for å identifisere sykdomsrelaterte biomarkører.
Kilde: “Single-Shot Ultraviolet Compressed Ultrafast Photography” av Yingming Lai, Yujia Xue, Christian-Yves Côté, Xianglei Liu, Antoine Laramée, Nicolas Jaouen, François Légaré, Lei Tian og Jinyang Liang, 13. september 2020, Laser & Photonics Reviews.
DOI: 10.1002 / lp.202000122
