Neuer Rekord

Kamera macht 70 Billionen Bilder pro Sekunde

von Dennis L.

In den USA wurde eine Kamera entwickelt, die 70 Billionen Bilder pro Sekunde schießen kann. Die neue Technik soll vor allem in der Biochemie sowie in der Grundlagenphysik Anwendung finden.

Pasadena (U.S.A.). Würde man sich von der neuen Kamera fotografieren lassen und dabei blinzeln, so würde die Kamera in diesem unglaublich kurzen Augenblick bereits über eine Billion Bilder machen. Dieses Beispiel verdeutlicht sehr gut, wie schnell die am California Institute of Technology (Caltech) entwickelte Kamera wirklich ist.

Lihong Wang, Professor für Elektro- und Medizintechnik, hat mit seinem Team eine ultraschnelle Kamera entwickelt, die bis zu 70 Billionen Bilder pro Sekunde aufnehmen kann. Dies ist so schnell, dass sie sogar Lichtwellen bei ihrer Fortbewegung oder den Zerfall von Molekülen aufzeichnen kann.

Laserimpulse für eine Femtosekunde

Wang bezeichnet die von ihm und seinem Team entwickelte Technologie hinter der Kamera als komprimierte ultraschnelle Spektralfotografie (CUSP). In der ausführlichen Beschreibung im Fachjournal Nature Communications sieht man schnell, dass die neue Kamera in vielerlei Hinsicht älteren von ihm entwickelten Kameras ähnelt. Dazu zählt beispielsweise auch ein phasensensitives Gerät für komprimierte ultraschnelle Fotografie (pCUP), welches immerhin eine Billionen Aufnahmen pro Sekunde von transparenten Objekten schießen kann.

Bei dem neuen CUSP-Verfahren wird ein Laser, der ultrakurze Lichtimpulse mit einer Dauer von nur einer Billiardstelsekunde (eine Femtosekunde) aussendet, mit einer Optik und einem ganz speziellen Kameratyp kombiniert. Hierbei zerlegt die Optik die ultrakurzen Laserimpulse in noch kürzere Impulse, wobei jedes dieser noch kürzeren Impulse in der Kamera ein Bild erzeugen kann.

Kamera soll in der Biochemie und der Grundlagenphysik zum Einsatz kommen

Laut eigenen Aussagen kann sich Wang einen Einsatz der neuen ultraschnellen Kamera in Bereichen wie der Grundlagenphysik, der er Halbleiterminiaturisierung den Biowissenschaften vorstellen. „Wir stellen uns Anwendungen in einer Vielzahl extrem schneller Phänomene vor, wie zum Beispiel ultrakurze Lichtausbreitung, Wellenausbreitung, Kernfusion, Photonentransport in Wolken und biologischen Geweben sowie fluoreszierender Zerfall von Biomolekülen“, fügt Wang abschließend hinzu.

Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-020-15745-4

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