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Realizzata una fotocamera da 100 miliardi di fps

camera 100b 2 05 12 2014 - Realizzata una fotocamera da 100 miliardi di fps
Da uno studio portato avanti dai ricercatori della Washington University, a St. Louis, è nata una nuova fotocamera 2D per gli scatti ad elevatissima velocità. I numeri di cui è capace sono da record: si parla, infatti, della possibilità di catturare immagini a 100 miliardi di fotogrammi al secondo. Questo risultato supera, di gran lunga, il precedente limite, fissato a 10 milioni di fps, per via delle limitazioni connaturate a chip per l’archiviazione dei dati, nonché all’elettronica per la lettura del flusso di dati in uscita.

La tecnologia utilizzata prende il nome di Compressed Ultrafast Photography (CUP). I dispositivi utilizzati sono di vario tipo: il principale è la streak camera, il cui compito consiste nel misurare la variazione dell’intensità luminosa nel tempo. La streak camera, però, può registrare solo in modo monodimensionale: per ottenere un’immagine in due dimensioni è necessario ricorrere a specifici algoritmi e a componenti aggiuntivi, sviluppati da Lihong Wang e dal suo team di ricercatori.

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Il funzionamento è il seguente: una lente cattura i fotoni e li incanala attraverso un lungo tubo, verso un DMD (Digital Micromirror Device, un componente che troviamo anche nei proiettori DLP) delle dimensioni di una moneta, dotato di un milione di microspecchi digitali. I microspecchi effettuano l’encoding dell’immagine, riflettendo i raggi di luce verso uno splitter, che li convoglia all’interno della streak camera. I fotoni vengono quindi convertiti in elettroni: a questo punto interviene l’ultimo passaggio, tramite il quale due elettrodi, applicando voltaggi differenti, permettono agli elettroni di giungere in tempi e posizioni verticali differenti, trasformando il tempo in coordinate spaziali. Viene così aggiunta un’altra dimensione, che sommata a quella ottenuta originariamente dalla streak camera, consente di catturare immagini 2D.

I dati vengono quindi elaborati tramite un computer, che li rielabora per creare le immagini. I campi di utilizzo sono numerosi, tutti in ambito scientifico. La fotocamera è infatti in grado di ritrarre la pulsazione dei raggi laser, nonché di mostrare le proteine fluorescenti (utile per il settore biomedicale). Anche l’astronomia potrebbe beneficiarne, combinando l’alta risoluzione spaziale del telescopio Hubble con le caratteristiche della tecnologia CUP.

A seguire le immagini riprese dalla fotocamera:

Fonte: Nature

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Filippo Gamberini

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