La cámara más rápida del mundo captura 10 billones de FPS

Un equipo de investigadores del Instituto Nacional de Investigación Científica (INRS) de la Universidad de Québec (Canadá) y el Instituto de Tecnología de California (Caltech, Estados Unidos) ha desarrollado la cámara más rápida del mundo, capaz de capturar 10 billones de frames por segundo. Esto es lo suficientemente rápido como para grabar vídeo en cámara ultra lenta para ver fenómenos como la interacción a nanoescala de la luz con la materia.

En los últimos años, la unión entre las innovaciones en la óptica no lineal y la imagen ha abierto la puerta a nuevos métodos muy eficientes para el análisis microscópico de fenómenos dinámicos en biología y física. No obstante, para aprovechar el potencial de estos métodos, es necesario que haya una manera de grabar imágenes en tiempo real con una solución temporal muy corta y en una sola exposición.

La cámara más rápida del mundo pone una solución a este problema. El sistema ha sido desarrollado a partir de la fotografía ultrarrápida comprimida (CUP por sus siglas en inglés), un método que puede capturar 100 mil millones de FPS. Desafortunadamente, no era lo suficiente rápido.

camara ultrarrapida

El equipo no se dio por vencido y empezó el desarrollo del sistema T-CUP, creado a partir de una cámara de racha de femtosegundos (un femtosegundo es la unidad de tiempo que equivale a la milbillonésima parte de un segundo) combinada con una cámara estática, que se ejecutan a través de una técnica de adquisición de datos conocida como transformación de radon, que se emplea en aplicaciones como la tomografía.

“Sabíamos que al usar solo una cámara de racha de femtosegundos, la calidad de la imagen sería limitada”, explica Lihong Wang, uno de los autores del estudio. “Para mejorar esto, añadimos otra cámara que obtiene una imagen estática. Combinada con la imagen capturada por la cámara de racha de femtosegundos, podemos usar lo que se conoce como transformación de radon para obtener imágenes de alta calidad mientras grabamos 10 billones de FPS”.

foto cámara más rápida del mundoImágenes en tiempo real del enfoque temporal de un pulso de láser de femtosegundo.

En las pruebas, la cámara demostró su eficacia para capturar un solo pulso de femtosegundo de luz láser, permitiendo a los investigadores observar los cambios en la forma, la intensidad y el ángulo de inclinación del pulso de luz.

“Velocidades como esta aseguran una visión de los secretos aún no detectados de las interacciones entre la luz y la materia”, afirma Jinyang Liang, autor principal del trabajo.

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