¿Qué sucede cuando una nueva tecnología es tan precisa que opera en una escala más allá de nuestras capacidades de caracterización? Por ejemplo, los láseres utilizados en INRS producen pulsos ultracortos en el rango de femtosegundos 10 -15 s que son demasiado cortos para visualizar.Aunque algunas mediciones son posibles, nada supera una imagen clara, dice el profesor de INRS y especialista en imágenes ultrarrápidas Jinyang Liang.Él y sus colegas, liderados por Lihong Wang de Caltech, han desarrollado lo que llaman T-CUP: la cámara más rápida del mundo, capaz de capturar diez billones 10 13 fotogramas por segundo.Esta nueva cámara literalmente permite congelar el tiempo para ver fenómenos, ¡e incluso luz!- en cámara extremadamente lenta
En los últimos años, la unión entre las innovaciones en óptica no lineal e imagenología ha abierto la puerta a métodos nuevos y altamente eficientes para el análisis microscópico de fenómenos dinámicos en biología y física. Pero para aprovechar el potencial de estos métodos, es necesarioser una forma de grabar imágenes en tiempo real con una resolución temporal muy corta, en una sola exposición.
Usando las técnicas de imagen actuales, las mediciones tomadas con pulsos láser ultracortos deben repetirse muchas veces, lo cual es apropiado para algunos tipos de muestras inertes, pero imposible para otros más frágiles. Por ejemplo, el vidrio grabado con láser puede tolerar solo un solo láserpulso, dejando menos de un picosegundo para capturar los resultados. En tal caso, la técnica de imagen debe ser capaz de capturar todo el proceso en tiempo real.
La fotografía ultrarrápida comprimida CUP fue un buen punto de partida para ellos. A 100 mil millones de fotogramas por segundo, este método se acercó, pero no cumplió, con las especificaciones requeridas para integrar los láseres de femtosegundos. Para mejorar el concepto, el nuevo T-CUPEl sistema fue desarrollado en base a una cámara de racha de femtosegundos que también incorpora un tipo de adquisición de datos utilizado en aplicaciones como la tomografía.
"Sabíamos que al usar solo una cámara de raya de femtosegundos, la calidad de la imagen sería limitada", dice el profesor Lihong Wang, el profesor Bren de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería Eléctrica en Caltech y el Director del Laboratorio de Imágenes Ópticas Caltech COIL."Entonces, para mejorar esto, agregamos otra cámara que adquiere una imagen estática. Combinada con la imagen adquirida por la cámara de raya de femtosegundos, podemos usar lo que se llama transformación de Radón para obtener imágenes de alta calidad mientras se graban diez billones de cuadros por segundo."
Estableciendo el récord mundial de velocidad de imagen en tiempo real, T-CUP puede impulsar una nueva generación de microscopios para aplicaciones biomédicas, de ciencia de materiales y otras. Esta cámara representa un cambio fundamental, que permite analizar las interacciones entre la luz y la materia.a una resolución temporal incomparable
La primera vez que se usó, la cámara ultrarrápida abrió nuevos caminos al capturar el enfoque temporal de un solo pulso láser de femtosegundo en tiempo real. Este proceso se grabó en 25 cuadros tomados en un intervalo de 400 femtosegundos y detalló la forma del pulso de luz, intensidad y ángulo de inclinación.
"Es un logro en sí mismo", dice Jinyang Liang, autor principal de este trabajo, que era ingeniero en COIL cuando se realizó la investigación, "pero ya vemos posibilidades de aumentar la velocidad hasta un billón 10 15 fotogramas por segundo ". Velocidades como esa seguramente ofrecerán información sobre secretos aún no detectables de las interacciones entre la luz y la materia.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Investigación Científica - INRS . Original escrito por Stéphanie Thibault. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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