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以光速拍摄的相机 可记录光脉冲飞行的过程

2014-07-08 08:42:00 中国科技网-科技日报

    “飞光成像”可记录光脉冲在空中飞行的过程

  科技日报讯你怎样拍摄一张快照,快到能看见光在空中飞行?你怎样不用照相机也能拍出照片?你怎样用技术看到四周角落里的物体?反过来,怎样把物体隐藏起来让人们在照片中看不到?这些有趣的问题是今年7月1日到6日召开的英国“皇家学会夏季科学展会”上,赫利奥特-瓦特大学和格拉斯哥大学的“创意相机”展览团队向前来参观的人们提出的。

  来自这两所大学的一个研究团队正在探索新的拍照策略。赫利奥特-瓦特大学物理科学与工程学院讲师乔纳森·里奇解释说,他们研究的相机能以光速拍摄,记录下光脉冲在空中飞行的过程。

  里奇说:“光由光子构成,速度为每秒钟3亿米,没有什么东西比光跑得更快。光子飞行的速度如此之快,普通相机是无法拍下它们的运动的。而我们的新相机极为灵敏而且极快,能拍摄单个的光子,当它们在空中旅行时,还能给光脉冲录像。”

  该相机由爱丁堡大学开发,其感光部件由单光子光敏像素阵列构成。据物理学家组织网7月6日报道,这些像素有两种特性:一是对单个光子敏感的能力——每个像素的敏感性是人眼的10倍左右;二是它们的速度——每个像素被激活只要67皮秒(万亿分之一秒),比人眨一下眼的时间要快10亿倍。“这些特性让我们能实现‘飞光成像’。”里奇说,当光在空中飞行,从物体上散射开来时,这种成像方法连光本身也能拍下来。

  摄像机结合了脉冲激光源的工作原理。在录像中,记录了光脉冲里的光子在空中飞行。里奇说,人们可以看到光子在一系列镜子上发生的反射。当光脉冲与空气分子碰撞时,会随机散射出光子,这些光子中有些会被摄像机拍下来。

  根据皇家协会会展介绍,这些技术可以用于巡查环境角落。放在隐蔽角落处的物体也会散射光子,通过记录这些散射光,就能显示屏幕上看不到的物体。此外,该相机还可以用在需要精准计量时间信息的地方。

  (常丽君)

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