يتطلب التقاط الأحداث عالية السرعة، مثل قطرات الماء المتساقطة أو التفاعلات الجزيئية، كاميرات باهظة الثمن وفائقة السرعة. ومع ذلك، فإن التقدم الذي حققه الباحثون يقدم حلاً أقل تكلفة لمختلف التطبيقات – بما في ذلك مراقبة توصيل الأدوية في الوقت الفعلي وأنظمة LiDAR عالية السرعة للمركبات ذاتية القيادة.
في ورقة حديثة في مجلة علمية اوبتيكاكشف جينيانج ليانج من المعهد الوطني الكندي للبحث العلمي، بالتعاون مع جامعة كونكورديا وMeta Platforms، عن كاميرا رسم الخرائط فائقة السرعة (DRUM) ذات بوابات الحيود. فهو يحقق سرعات ودقة تصوير مثل الكاميرات عالية السرعة المكلفة بجزء صغير من التكلفة، ويلتقط الأحداث الديناميكية في تعريض ضوئي واحد بمعدل 4.8 مليون إطار في الثانية.
• تفحص ال أفضل الكاميرات للتصوير الرياضي – بسرعة البرق لالتقاط كل لحظة
أظهر فريق ليانغ ذلك من خلال تصوير نبضات الليزر بسرعة الفيمتو ثانية – أي واحد على كوادريليون (واحد على مليون من المليار) من الثانية – متفاعلاً مع السوائل والعينات البيولوجية التي تخضع للاستئصال بالليزر.
وقال ليانغ: “سيعمل التصوير الفوتوغرافي لـ DRUM على تطوير تقنيات الطب الحيوي والأتمتة مثل LiDAR، مما يعزز استشعار المخاطر دون المساس بحساسية المستشعر”.
كما أوضح موقع Phys.org، فإن فعالية كاميرا DRUM من حيث التكلفة وسرعتها تنتج عن تقنية جديدة تسمى الحيود البصري المتغير بمرور الوقت. تستخدم الكاميرات التقليدية بوابات للتحكم في التعرض لمستشعر الضوء، على غرار مصراع الكاميرا؛ في بوابة الوقت، تفتح البوابة وتغلق بسرعة قبل أن يقرأ المستشعر البيانات، مما يؤدي إلى إنشاء فيلم عالي السرعة.
استفاد ليانغ وفريقه من ازدواجية الزمكان للضوء، وابتكروا طريقة لتحقيق البوابات الزمنية باستخدام حيود الضوء. ومن خلال التغيير السريع لزاوية ميل شبكة الحيود، والتي تولد نسخًا متعددة من الضوء الساقط الذي ينتقل في اتجاهات مختلفة، يمكنهم ربط الإطارات في نقاط زمنية مختلفة وتجميعها في فيلم فائق السرعة. والأهم من ذلك، أنهم أنجزوا ذلك باستخدام جهاز مرآة رقمية صغيرة، وهو مكون شائع في أجهزة العرض، بطريقة غير تقليدية وفعالة من حيث التكلفة.
تلتقط كاميرا DRUM سبعة إطارات لكل فيلم قصير. سجلت الاختبارات تفاعلات الليزر مع الماء المقطر، وعرضت تطور قناة البلازما وتكوين الفقاعات استجابة لليزر النبضي. لقد التقطت ديناميكيات الفقاعات في المشروبات الغازية، والتفاعلات بين نبضة ليزر قصيرة للغاية وعينة من خلايا البصل ذات الطبقة الواحدة. يمتد تصوير DRUM إلى جراحات النانو وتطبيقات التنظيف المعتمدة على الليزر.
يهدف الباحثون إلى تحسين التصوير الفوتوغرافي لـ DRUM من خلال زيادة سرعة التصوير وعمق التسلسل، واستكشاف التقاط الألوان وتطبيقه على أنظمة LiDAR المتقدمة والمزيد. قد لا تكون هذه تقنية تفيد على الإطلاق معدلات اللقطات ومعدلات الإطارات في الكاميرات الاستهلاكية، ولكنها لا تزال تطورًا رائعًا في العلوم والتكنولوجيا وراء التصوير الفوتوغرافي فائق السرعة.
دليلنا إلى أفضل أجهزة العرض للفيديو يشرح المزيد عن المرايا الدقيقة، ويمكنك الاطلاع على أفضل المجاهر لرؤية الأشياء أصغر مما يمكن أن تراه العين.
المصدر : digitalcameraworld.
-
-
-
-
