قام العلماء ببناء كاميرا علمية فائقة السرعة يمكنها معالجة وحدات البكسل الفردية بمعدل تشفير يبلغ 156.3 تيراهيرتز (THz) – أي ما يعادل 156.3 تريليون إطار في الثانية. ستؤدي الكاميرا البحثية التي يطلق عليها اسم SCARF (التصوير الفيمثوغرافي في الوقت الحقيقي بفتحة مرمزة) إلى تقدم في مجال دراسة الظواهر الدقيقة التي تعتبر سريعة جدًا بالنسبة لأجهزة الاستشعار العلمية الأكثر تكلفة اليوم.
نجح SCARF في تصوير ظواهر فائقة السرعة مثل الامتصاص في أشباه الموصلات وإزالة المغناطيسية من سبيكة معدنية. يمكن للأبحاث أن تفتح آفاقًا جديدة في مجالات متنوعة مثل ديناميكيات موجات الصدمة أو تطوير أدوية أكثر فعالية.
وترأس مجموعة الدراسة البروفيسور جينيانج ليانج المعهد الوطني للبحث العلمي (INRS) في كندا. وهو رائد معترف به عالميًا في مجال التصوير الفوتوغرافي فائق السرعة، وقد حقق إنجازاته منذ ست سنوات من خلال دراسة فردية. وكان البحث الحالي نشرت داخل طبيعة, باختصار في البيان الصحفي لـ INRS والأول ذكرت بواسطة علم يوميا.
صمم البروفيسور ليانغ وشركاه أبحاثهم على كاميرات جديدة فائقة السرعة. عادةً، تستخدم هذه الأنظمة نهجًا تسلسليًا: التقاط الإطارات واحدة تلو الأخرى ودمجها معًا لتتبع الكائنات المتحركة. لكن هذا النهج له حدود. وقال ليانغ: “على سبيل المثال، لا يمكن دراسة ظواهر مثل الاستئصال بالليزر الفيمتو ثانية، وتفاعل موجة الصدمة مع الخلايا، والفوضى البصرية بهذه الطريقة”.
تعتمد الكاميرا الجديدة على أبحاث ليانغ السابقة لتحسين منطق الكاميرا التقليدية فائقة السرعة. وكتبت جولي روبرت، مسؤولة الاتصالات في INRS، في بيان: “SCARF يتغلب على هذه التحديات”. “تتيح طريقة التصوير الخاصة بها مسحًا عالي السرعة لفتحة مشفرة ثابتة دون قص الحدث فائق السرعة. وتوفر معدلات تشفير كاملة الترتيب تصل إلى 156.3 هرتز للبكسلات الفردية في الكاميرا المزودة بجهاز مقترن بالشحن (CCD). هذه النتائج هي “تنعكس وتُنقل بمعدلات إطارات ومقاييس مكانية قابلة للضبط. ويمكن الحصول على كلتا الطريقتين في طلقة واحدة.”
بعبارات مبسطة للغاية، تلتقط الكاميرا المعلومات المكانية عن طريق السماح للضوء بالدخول إلى مستشعرها في أوقات مختلفة قليلاً باستخدام طريقة التصوير الحسابي. ليست هناك حاجة حاليًا لمعالجة البيانات المكانية، مما يتيح للكاميرا التقاط نبضات ليزر “زقزقة” سريعة جدًا تصل إلى 156.3 تريليون مرة في الثانية. يمكن معالجة البيانات الأولية للصور بواسطة خوارزمية حاسوبية تقوم بفك تشفير المدخلات المتقطعة زمنياً وتحول كل تريليون إطار إلى صورة كاملة.
والجدير بالذكر أنها فعلت ذلك “باستخدام مكونات بصرية سلبية وجاهزة للاستخدام”. يصف الفريق SCARF بأنه SCARF منخفض التكلفة مع استهلاك منخفض للطاقة وجودة قياس عالية مقارنة بالتقنيات الحالية.
على الرغم من أن SCARF يركز على الأبحاث أكثر من التركيز على المستهلكين، إلا أن الفريق يعمل بالفعل على تطوير إصدارات تجارية مع شركتين، Axis Photonique وFew-Cycle.
للحصول على شرح تقني للكاميرا وتطبيقاتها المحتملة يمكنك ذلك عرض الورقة كاملة طبيعة.
“مهووس البيرة. النينجا الشرير لثقافة البوب. عالم القهوة في الحياة. مدرس محترف للإنترنت. مدرس اللحوم.”
More Stories
يعمل Instagram على تحسين خوارزميته في المعركة من أجل منشئي TikTok
تنخفض نقاط Steam الإيجابية للعبة Helldiverse 2 مع مطالبة لاعبي الكمبيوتر الشخصي بمطالب PSN من Sony مرة أخرى
تخطط Microsoft لتأمين Windows DNS كما لم يحدث من قبل. إليك الطريقة.