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光速成像器:世界上最快的紫外线相机每秒占5000亿帧

2021-11-14 08:50:13来源:

单次紫外线杯的艺术印象,由第10期杂志和光子学评论的第10期前掩盖。

The Institut国家De La Recherche Scientifique(Inrs)的超自愿成像专家教授队,与国际研究人员合作,在世界上开发了能够在紫外线记录光子的世界上最快的相机(UV )范围实时。这项原始研究是在第10期杂志和光子学评论的第10期的前封面上出现。

压缩超快摄影(CUP)实时捕获整个过程,只需单击一下即可捕获无与伦比的分辨率。首先将空间和时间信息被压缩到图像中,然后使用重建算法,它被转换为视频。

紧凑,一箱UV杯子系统的例证。

到目前为止,该技术仅限于可见光和近红外波长,从而限于特定的物理事件。“在非常短的时间尺度上发生的许多现象也在非常小的空间尺度上进行。要查看它们,您需要检测更短的波长。在紫外线甚至X射线范围内做到这一点是迈向这一目标的显着迈出,“梁良,曾致敬。

在这个新的波长范围内记录并将技术开发成用户友好的产品,研究人员设计了一个紧凑的UV-Cup系统,与Christian-YvesCôtéCoxtiConiqueInc.的Christian-YvesCôtup。通过学术界合作。新系统具有图案化光阴极,用于同时检测和编码“黑光”。“像标准相机一样,我们的技术是被动的。它不会产生光线;它收到了它。因此,我们的光电阴极必须对作为UV光发射的光子敏感。这种设计使我们的技术成为一个独立的系统,可以很容易地集成到各种实验平台中,“金阳梁说,自博士后以来一直致力于杯子的发展。

梁于FrançoisLégaré,也是一个Inrs教授,在先进的激光光源(Alls)实验室中产生和拍摄UV脉冲的图像。“EénergieMatériXuxTélécommunmunications研究中心的杰出研究环境非常乐于助人。在同一建筑物中提供所有必要的设计,制造和表征功能时,它更有效。“

INRS研究员金阳梁专门从事超快速和生物光学成像。

“拍照只是上半场工作,”金阳梁说。“它也必须重建。”为此,研究人员通过与波士顿大学的合作开发了一种新的算法,比标准算法更效率。它的力量来自一个任务的典范。“而不是解决重建问题作为一个块,算法将重建遍历为纯粹的问题,”梁教授解释。

随着硬件和软件的创新,UV-Cup的成像速度为每秒0.5万亿帧。它产生具有1500帧的视频,以大格式为单位。作为光速成像仪,UV-CUP实时地看到飞紫外光子。“当您可以在如此美妙的细节观看宇宙中最快的物体时,它总是迷人的我,”inrs和第一个文章的第一个作者英明莱说。

通过此国际合作开发的设备将被发送到法国的研究实验室Soleil Synchrotron,以可视化物理现象。它可以捕获激光等离子体生成,这是一种用于推导出某些材料性质的现象,以及UV荧光,这在医学成像中是重要的,以鉴定与疾病相关的生物标志物。

参考:“单次紫外线压缩超速摄影”迎明赖,Yujia Xue,Christian-YvesCôté,刘志刘,antoineLaramée,尼古拉·贾宁,弗朗索斯莱格拉斯,雷天和金阳梁,2012年9月13日,激光与光子学评价:
10.1002 / lpor.202000122

研究人员收到了加拿大自然科学和工程研究委员会(NSERC),加拿大创新基金会(CFI)的资金,Fonds de Rechercheduquébec - Nature et Technologies(FRQNT),Fonds de Rechercheduquébec - Santé(FRQS )和国家科学基金会(NSF)。