La cámara más rapida del mundo: 100.000 millones de fotógramas por segundo

MADRID, 4 Dic. (EUROPA PRESS) -

   Ingenieros biomédicos de la Universidad de Washington en San Luis ha desarrollado la cámara 2D más rápida del mundo, un dispositivo que puede capturar 100.000 millones de fotogramas por segundo.

   Se trata de órdenes de magnitud muy superiores a las registradas por ninguna técnica de imagen ultrarrápida actual, que están limitadas por el almacenamiento en el chip y la velocidad de lectura electrónica para operar a unos 10 millones de fotogramas por segundo.

   Mediante la técnica de Fotografía Ultrarrápida Comprimida (CUP), el profesor Lihong Wang y su equipo ha realizado películas con las imáganes que tomaron con disparos aislados de láser de cuatro fenómenos físicos: reflexión de pulso láser, refracción, propagación más rápida que la luz de la denominada no-información, y carreras de fotones en dos medios. Estas fotos representan la apertura de nuevas perspectivas de la exploración científica.

PULSOS DE LUZ EN VUELO

   La investigación aparece en Nature. "Por primera vez, los seres humanos pueden ver pulsos de luz en vuelo", dice Wang. "Debido a que esta tecnología avanza en la velocidad de fotogramas de imágenes en órdenes de magnitud, ahora entramos en otra dimensión de nuevas visiones. Cada nueva técnica, sobre todo una que es un gran salto adelante, siempre marca una serie de nuevos descubrimientos. Es nuestra esperanza. La CUP permitirá nuevos descubrimientos para la ciencia".

   Esta cámara no es como una Canon o una Kodak; es una serie de dispositivos que trabajan con microscopios y telescopios de alta potencia para captar fenómenos naturales y físicos dinámicos. Una vez que los datos brutos se adquieren se forman las imágenes reales en un ordenador personal; la tecnología es conocida como imagen computacional.

   "Estas cámaras ultrarrápidas-tienen el potencial de mejorar enormemente nuestra comprensión de las interacciones biológicas y procesos químicos y nos permitirá construir mejores modelos de sistemas complejos y dinámicos", explica.

   Wang y sus colaboradores añadieron componentes y algoritmos utilizados para complementar una tecnología existente conocida como una cámara de barrido, que mide la variación de intensidad en un pulso de luz con el tiempo. Aunque una cámara de barrido es rápida, sólo tiene visión unidimensional y no es intuitiva. "Hemos ampliado la vista en el espacio 2-D más como lo que vemos en el mundo real", explica.

UN PROCESO EN 5 NANOSEGUNDOS

   Así, la técnica CUP fotografía un objeto con una cámara de lentes especiales, que toma los fotones de un objeto en un viaje a través de una estructura similar a un tubo, hasta un pequeño aparato maravilloso denominado dispositivo digital de microespejos (DMD), más pequeño que una moneda de diez centavos a pesar de alojar cerca de un millón de microespejos, cada uno de sólo siete por siete micras cuadradas.

   Allí, los microespejos se utilizan para codificar la imagen. Entonces el divisor de haz de fotones dispara los fotones a la hendidura ampliada de una cámara de barrido. Los fotones se convierten en electrones, que son tratados con el uso de dos electrodos, realizando la conversión de tiempo a espacio.

   Los electrodos aplican una tensión que oscila de mayor a menor, por lo que los electrones llegan en diferentes momentos y en diferentes posiciones verticales. Un instrumento denominado dispositivo de carga acoplada (CCD) almacena todos los datos en bruto. Todo esto ocurre al impresionante ritmo de 5 nanosegundos. Un nanosegundo es una mil millonésima parte de un segundo.

@CIENCIAPLUS