सुपर स्पीड कैमरा T-CUP

नेशनल रिसर्च इंस्टीट्यूट (कनाडा) और कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के वैज्ञानिकों ने दुनिया का सबसे तेज टी-कप वीडियो कैमरा विकसित किया है, जो 10s की गति, यानी 10 ट्रिलियन फ्रेम प्रति सेकंड की गति से शूट करता है। यह डिवाइस आपको बहुत धीमी गति से घटना (और यहां तक ​​कि प्रकाश) की कल्पना करने का शाब्दिक समय देता है।

उच्च गति के कैमरे जीव विज्ञान और भौतिकी में गतिशील घटनाओं के सूक्ष्म विश्लेषण के नए और अत्यधिक प्रभावी तरीकों के लिए दरवाजा खोलते हैं। उदाहरण के लिए, आप एक जीवित कोशिका या अणुओं के संचलन में प्रक्रियाओं का विस्तार से अध्ययन कर सकते हैं।


टी-कप के संचालन का सिद्धांत

कैमरा लेज़र का उपयोग करता है जो फेमटोसेकंड रेंज (10 ^-15 एस) में अल्ट्राशॉर्ट दालों का उत्पादन करता है। Femtolazers केवल आधी लड़ाई है। एक कैमकॉर्डर में उनका उपयोग करने के लिए, वास्तविक समय में बहुत कम समय के संकल्प के साथ छवियों को रिकॉर्ड करने का एक तरीका होना चाहिए। टी-सीयूपी का निर्माण नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स और इमेजिंग प्रौद्योगिकियों में नवाचारों की बदौलत संभव हुआ।

आधुनिक विज़ुअलाइज़ेशन के तरीकों का उपयोग करते हुए, अल्ट्राशोर्ट लेजर दालों का उपयोग करके माप कई बार दोहराया जाना चाहिए, जो कुछ प्रकार के निष्क्रिय नमूनों के लिए उपयुक्त है, लेकिन अन्य अधिक नाजुक लोगों के लिए असंभव है। उदाहरण के लिए, लेजर ग्लास उत्कीर्णन केवल एक लेजर पल्स का सामना कर सकता है, इसलिए शोधकर्ताओं के पास परिणामों को पकड़ने के लिए एक पिकोसॉन्ड से कम है। दूसरे शब्दों में, विज़ुअलाइज़ेशन विधि वास्तविक समय में पूरी प्रक्रिया को कवर करने में सक्षम होना चाहिए।

कंप्रेस्ड अल्ट्राफास्ट फोटोग्राफी (CUP) एक अच्छा शुरुआती बिंदु है। इस पद्धति को प्रति सेकंड 100 बिलियन फ्रेम तक पहुंचने की अनुमति दी गई थी, 2014 में इसे हेबेरा पर वर्णित किया गया था। हालाँकि, प्रौद्योगिकी की मौलिक सीमाएँ थीं, जिनसे पार पाने के लिए एक बेहतर T-CUP प्रणाली विकसित की गई थी, जिसने परिमाण के कई आदेशों द्वारा गति को बढ़ाया। एक हाई-स्पीड फीमेलसेकेंड फोटो-क्रोनोग्रफ़ पहले से ही यहां उपयोग किया जाता है, जैसे टोमोग्राफी में, एक कैमरा के साथ संयोजन में जो एक स्थिर छवि रिकॉर्ड करता है। इस संयोजन में, शोधकर्ता उच्च-गुणवत्ता वाली छवियों को प्रति सेकंड दस ट्रिलियन फ्रेम तक प्राप्त करने के लिए तथाकथित रेडन ट्रांसफॉर्म का उपयोग करने में सक्षम थे (रेडन ट्रांसफॉर्म कई वेरिएबल्स के फ़ंक्शन का एक अभिन्न रूप है, जो फूरियर ट्रांसफॉर्म के समान है)।


अस्थायी रूप से एक एकल फेमटोसेकंड लेजर पल्स पर ध्यान केंद्रित करने की प्रक्रिया

इसकी आवश्यकता क्यों है?

इमेजिंग गति के लिए एक विश्व रिकॉर्ड स्थापित करते हुए, T-CUP बायोमेडिसिन, सामग्री विज्ञान और अन्य अनुप्रयोगों के लिए सूक्ष्मदर्शी की एक नई पीढ़ी का उदय हो सकता है। यह कैमरा एक मौलिक बदलाव का प्रतिनिधित्व करता है। यह एक अभूतपूर्व समय संकल्प के साथ प्रकाश और पदार्थ के बीच की बातचीत का विश्लेषण करने का अवसर प्रदान करता है।

पहली बार, वीडियो कैमरा ने वास्तविक समय में (ऊपर फोटो में) एकल अस्थायी रूप से एक एकल फेमटोसेकंड लेजर पल्स को केंद्रित करने की प्रक्रिया को फिल्माया। यह प्रक्रिया 25 फ्रेम पर 400 फेमटोसेकंड के अंतराल के साथ दर्ज की गई थी: यह प्रकाश नाड़ी के झुकाव के आकार, तीव्रता और कोण के बारे में विस्तार से दिखाता है।


टी-कप मूवी फुटेज

ऊपर की तस्वीरें दिखाती हैं: एक लेजर पल्स जो झंझरी (बी) से गुजरती है; एक लेजर पल्स (एस) का स्थानिक ध्यान केंद्रित, एक लेजर पल्स जो 7 पिकोसेकंड तक चलता है, जो जल वाष्प (ई) के एक छोटे बादल में 50:50 स्प्लिटर से गुजरता है; एक लेजर पल्स जो दो दर्पणों (जी) से परिलक्षित होती है। पहले मामले में, वीडियो को फ्रेम की दूसरी और तीसरी श्रृंखला में - 2.5 टीएफपीएस पर, और फ्रेम की आखिरी श्रृंखला में - "केवल" प्रति सेकंड 1 ट्रिलियन फ्रेम में अधिकतम 10 टीपीएफ की अधिकतम गति से शूट किया गया था।

वैज्ञानिकों ने जर्नल नेचर में उनके विकास का विवरण प्रकाशित किया । वैज्ञानिक कार्यों के साथ-साथ, कई वीडियो सार्वजनिक डोमेन में हैं, उनमें से एक है ।

कागज के प्रमुख लेखक, जिनयांग लियांग कहते हैं , "यह अपने आप में एक उपलब्धि है," लेकिन हम पहले ही प्रति सेकंड एक क्वाड्रिलियन (10 ¹⁵ ) फ्रेम की गति बढ़ाने के अवसर देख रहे हैं। " शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि इस गति से, आप प्रकाश और पदार्थ के अंत: क्रिया के अभी तक के गुप्त रहस्यों का पता लगा सकते हैं। उदाहरण के लिए, कोई एक विस्फोट के दौरान अणुओं के विस्तार, प्रकाश किरणों और अन्य रोचक चीजों के प्रसार का विस्तार से पंजीकरण कर सकता है।

वैसे, सुरक्षा विशेषज्ञों को उम्मीद है कि इस गति से कैमरा आपको उन वस्तुओं को शूट करने की अनुमति देगा जो कि दृष्टि की सीधी रेखा में नहीं हैं , अर्थात, कोने के चारों ओर से दुश्मन को गोली मार दें ( वीडियो प्रदर्शन )। इसलिए ऐसे उपकरण न केवल सैद्धांतिक भौतिकी में, बल्कि बहुत वास्तविक, उपयोगी उपकरणों में भी आवेदन पा सकते हैं।

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