Kamera s frekvencí více než bilion snímků za sekundu
Japonští výzkumníci vyvinuli speciální snímací technologii s názvem STAMP, která je schopna zaznamenat děje až s frekvencí několika bilionů snímků za sekundu. Technologie využívá ve svém základu tzv. disperze světla a také ultrapřesného časování snímků.
Zkratka STAMP znamená doslova Sequentially Timed All-optical Mapping Photography, tedy „Metoda postupně časované a celkově optické mapovací fotografie”. Za úspěchem stojí zejména vědci z Tokijské univerzity. Motivem vědců k vytvoření této technologie byla potřeba podrobně zaznamenávat velmi rychlé procesy, které se odehrávají například při šíření vln v pevných látkách a jejich krystalové mřížce nebo při změnách v plazmatu. V tomto případě se změny v určitém materiálu šíří rychlostmi o řádu až desetitisíc kilometrů za sekundu.
Standardní velmi rychlé kamery jsou omezeny reakční rychlostí svých komponent, které pracují na mechanické nebo elektrické bázi. Jejich rychlost bývá proto v praxi omezena na několik tisíc snímků za sekundu. Japonští výzkumníci proto zvolili k dosažení svého cíle zvláštní optickou cestu. Existují sice podobně ultrarychlé metody snímání, založené na přesném časování snímků a stroboskopii, avšak ty buď umožňují jen pořizování jednoho snímku najednou, takže je metoda omezena jen na přesně opakovatelné jevy nebo vyžaduje přítomnost velmi mnoha senzorů, které se aktivují v jemně rozdílných časových okamžicích.
Japonská kamera umí oproti tomu pořizovat mnoho časových snímků téměř najednou, což se podařilo díky jevu tzv. optické disperze vyslaného krátkého optického pulsu. Optická disperze je vlastnost světla, prolétávajícího určitým látkovým prostředím, přičemž světelná vlna o různé vlnové délce (a tedy i s odlišnou barvou) se látkovým prostředím šíří trochu odlišnou rychlostí. To také znamená, že vyslané světlo odlišné barvy dopadne na cílový objekt a také posléze na optický senzor v poněkud odlišném čase. Tyto časové intervaly se dají odladit na míru danému prostředí, z čehož plyne možnost později zpracovat snímky, získané téměř najednou pomocí různých vlnových délek světla, jako svého druhu ultrarychlou animační sekvenci.
Je však nutno říci, že zatím je metoda STAMP schopna pořídit jen 25 snímků najednou, i když s velmi jemným časovým rozlišením, odpovídajícím rekordní frekvenci. Výhledově se uvažuje o zvýšení počtu různobarevných snímků na 100.
Disperzi světla můžeme také pozorovat například jako duhu při průchodu světla prostředím s vodní párou. Odlišné fázové rychlosti světla dané barvy totiž odpovídá odlišný úhel lomu.
Zdroje: Phys.Org, ScienceDaily, IFLScience 1, IFLScience 2, The Optical Society, Nature Photonics
Více z pořadu
E-shop Českého rozhlasu
Víte, kde spočívá náš společný ukrytý poklad? Blíž, než si myslíte!
Jan Rosák, moderátor
Slovo nad zlato
Víte, jaký vztah mají politici a policisté? Kde se vzalo slovo Vánoce? Za jaké slovo vděčí Turci husitům? Že se mladým paním původně zapalovalo něco úplně jiného než lýtka? Že segedínský guláš nemá se Segedínem nic společného a že známe na den přesně vznik slova dálnice? Takových objevů je plná knížka Slovo nad zlato. Tvoří ji výběr z rozhovorů moderátora Jana Rosáka s dřívějším ředitelem Ústavu pro jazyk český docentem Karlem Olivou, které vysílal Český rozhlas Dvojka.
