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T-Cup, la cámara más rápida del mundo

¿Qué sucede cuando una nueva tecnología es tan precisa que opera en una escala más allá de nuestras capacidades de racionalización? Por ejemplo, los láseres utilizados en el INRS – Instituto Nacional de Investigación Científica de la Universidad de Quebec producen pulsos ultracortos en el rango de femtosegundos que son demasiado cortos para visualizarlos.

Ahora el investigador de la INRS Jinyang Liang junto a Lihong Wang de Caltech, han desarrollado lo que llaman T-CUP: la cámara más rápida del mundo, capaz de capturar diez trillones de fotogramas por segundo. Esta nueva cámara permite, literalmente, congelar el tiempo para ver fenómenos, e incluso la luz, en cámara extremadamente lenta.

En los últimos años, la unión entre las innovaciones en óptica no lineal e imágenes 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 necesario que haya una manera 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 otras más frágiles. Por ejemplo, el vidrio grabado con láser puede tolerar un solo impulso de láser, dejando menos de un picosegundo para capturar los resultados. En tal caso, la técnica de imagen debe poder 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 cuadros por segundo, este método se acercó, pero no cumplió, las especificaciones requeridas para integrar los láseres de femtosegundos. Para mejorar el concepto, el nuevo sistema T-CUP se desarrolló a partir de una cámara de racha de femtosegundos que también incorpora un tipo de adquisición de datos utilizado en aplicaciones como la tomografía.

Estableciendo el récord mundial de velocidad de imágenes en tiempo real, la T-CUP puede alimentar una nueva generación de microscopios para aplicaciones biomédicas y de ciencia de materiales entre otras. Esta cámara representa un cambio fundamental que permite analizar las interacciones entre la luz y la materia en una resolución temporal sin paralelo.

La primera vez que se usó, la cámara ultrarrápida abrió nuevos caminos al capturar el enfoque temporal de un solo pulso de láser de femtosegundo en tiempo real. Este proceso se registró en 25 fotogramas tomados a un intervalo de 400 femtosegundos y detalla la forma, la intensidad y el ángulo de inclinación del pulso de luz.

Más información: Instituto Nacional de Investigación Científica de la Universidad de Quebec – INRS

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