Catturare fenomeni estremamente veloci è importante per molti fotografi ma anche e soprattutto in campo scientifico. I ricercatori hanno sviluppato nel corso del tempo diverse tecnologie che permettono di catturare dati di fenomeni che avvengono molto (molto) velocemente. L'ultima novità in questo campo è una fotocamera scientifica che ha raggiunto il valore record di 156,3 bilioni di fps (1012) per merito dell'INRS Energie Matériaux Télécommunications canadese.
Grazie alle potenzialità del nuovo sistema di rilevazione è possibile catturare fenomeni che avvengono in femtosecondi. Non ci troviamo di fronte ovviamente a una fotocamera convenzionale ma a un'evoluzione della tecnologia CUP (fotografia ultraveloce compressa) chiamata poi T-CUP quando questa ha raggiunto la possibilità di catturare a oltre un trilione di fotogrammi (trilione nella scala corta impiegata in USA) e infine CUSP da fotografia spettrale ultraveloce compressa, come quella sviluppata nel 2020 dal Caltech.
La fotocamera scientifica da 156,3 bilioni di fps
La tecnologia messa a punto dall'INRS ha preso il nome di SCARF che significa femtofotografia in tempo reale con apertura codificata. Come in altri casi, anche qui viene impiegato un fascio laser che colpisce il bersaglio oggetto dell'analisi per scomporsi in emissioni a diverse lunghezze d'onda che possono essere rilevate separatamente.
Il cammino ottico del fascio luminoso utilizza diverse ottiche e specchi per poi giungere a un rilevatore basato su un sensore CCD dove avviene la codifica con sequenza completa fino a 156,3 THz per ogni pixel. Rispetto ai sistemi CUP, con SCARF è possibile acquisire un maggior numero di informazioni con il primo che è limitato dalle dimensioni del sensore mentre il secondo no. Anche la codifica dei fotogrammi con la tecnica SCARF permette di avere diversi vantaggi come riduzione della sensibilità al rumore, diminuzione delle problematiche di acquisizione dei dati così da avere immagini più veloci, affidabili e accurate.
Chiaramente gli scienziati non hanno sviluppato questa tecnologia per l'ambito commerciale ma per quello di ricerca relativo alla fisica, la biologia, la chimica, la scienza dei materiali e l'ingegneria. Jinyang Liang (professore che ha seguito la realizzazione di SCARF) ha dichiarato che con questa tecnica potrebbero essere osservati fenomeni come l'ablazione laser a femtosecondi, l'interazione delle onde d'urto con le cellule viventi e il caos ottico non possono essere studiati in questo modo. Il sistema di questa fotocamera scientifica da 156,3 bilioni di fps (Tfps) è stato spiegato nello studio Swept coded aperture real-time femtophotography.
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