En una palabra: Investigadores del Instituto Nacional de Investigación Científica (INRS) de Quebec han desarrollado una cámara ultrarrápida capaz de proporcionar velocidades de codificación de secuencia completa de hasta 156,3 THz a píxeles individuales, lo que equivale a 156,2 billones de fotogramas por segundo. Apodado SCARF, que es la abreviatura de femtofotografía en tiempo real con apertura codificada por barrido, el dispositivo de imágenes de vanguardia es lo suficientemente rápido como para capturar fenómenos como la absorción transitoria en un semiconductor y la desmagnetización ultrarrápida de una aleación metálica en un solo disparo.
A modo de comparación, algunos teléfonos inteligentes emblemáticos pueden grabar vídeo a hasta 960 fotogramas por segundo. Los Slow Mo Guys de YouTube han grabado imágenes a alta velocidad hasta 800.000 fotogramas por segundo.
INRS cree El nuevo hardware de imágenes ayudará a ampliar los límites del conocimiento en una variedad de campos que incluyen biología, química, ciencia de materiales, física e ingeniería. Según los investigadores, será especialmente útil cuando se observen fenómenos no repetibles o difíciles de reproducir, como la mecánica de las ondas de choque en las células vivas.
El profesor Jinyang Liang es un pionero en el campo de las imágenes ultrarrápidas. En 2018, desarrolló la T-CUP (fotografía ultrarrápida comprimida de billones de fotogramas por segundo). Basado en imágenes pasivas de femtosegundos, ese sistema era capaz de capturar 10 billones de fotogramas por segundo.
Hasta ese momento, los sistemas de cámaras rápidas capturaban fotogramas de forma secuencial, uno por uno, y luego los unían para crear la escena.
T-CUP fue innovadora, pero no exenta de defectos. Miguel Márquez, miembro del equipo de Jinyang, dijo que los sistemas basados en fotografías comprimidas ultrarrápidas tienen que lidiar con una calidad de datos degradada. Además, también tienen que cambiar la profundidad secuencial del campo de visión. «Estas limitaciones son atribuibles al principio de funcionamiento, que requiere simultáneamente el corte de la escena y la apertura codificada», señaló Márquez.
Como destaca el INRS, SCARF supera estos desafíos gracias a su modalidad de imagen, que permite «un barrido rápido de una apertura codificada estática sin cortar el fenómeno ultrarrápido».
Increíblemente, el equipo dijo que la cámara se construyó utilizando componentes ópticos pasivos y disponibles en el mercado, y que su construcción no es tan costosa. Por ello, dos empresas, Few-Cycle y Axis Photonique, ya están trabajando con los investigadores para llevar la cámara al mercado.
La investigación del equipo ha sido publicado en la revista Nature bajo el título «Femtofotografía en tiempo real con apertura codificada de barrido».
