La tecnología de imagen ultra-rápida comprimida se amplia a luz UV

Ilustración de un sistema UV-CUP compacto de una caja - JINYANG LIANG

   MADRID, 8 Oct. (EUROPA PRESS) -

   Científicos han desarrollado la cámara más rápida del mundo capaz de grabar fotones en rango ultravioleta (UV) en tiempo real, con una técnica que hasta ahora solo era válida en luz visible e infrarroja.

   La fotografía ultrarrápida comprimida (CUP) captura todo el proceso en tiempo real y con una resolución inigualable con un solo clic. La información espacial y temporal se comprime primero en una imagen y luego, utilizando un algoritmo de reconstrucción, se convierte en un video.

   Hasta ahora, esta técnica se limitaba a longitudes de onda visibles e infrarrojas cercanas y, por tanto, a una categoría específica de eventos físicos. "Muchos fenómenos que ocurren en escalas de tiempo muy cortas también tienen lugar en una escala espacial muy pequeña. Para verlos, es necesario detectar longitudes de onda más cortas. Hacer esto en el rango de rayos ultravioleta o incluso de rayos X es un paso notable hacia este objetivo", dice Jinyang Liang, quien dirigió el estudio y es especialista en imágenes ultrarrápidas del Institut national de la recherche scientifique (INRS).

   Para registrar en esta nueva gama de longitudes de onda y desarrollar la técnica en un producto fácil de usar, los investigadores diseñaron un sistema UV-CUP compacto con Christian Yves Côté de Axis Photonique Inc. a través de una colaboración entre la academia y la industria. El nuevo sistema cuenta con un fotocátodo estampado, que se utiliza para detectar y codificar simultáneamente la luz negra. Se describe en portada de la revista Laser & Photonics Reviews.

   "Como una cámara estándar, nuestra tecnología es pasiva. No produce luz, la recibe. Por lo tanto, nuestro fotocátodo tenía que ser sensible a los fotones emitidos como luz ultravioleta. Este diseño hace que nuestra técnica sea un sistema autónomo que puede ser fácilmente integrado en varias plataformas experimentales", dice Jinyang Liang, quien ha estado contribuyendo al desarrollo de CUP desde su posdoctorado.

   "Hacer la foto es sólo la primera mitad del trabajo", dice Jinyang Liang. "También hay que reconstruirla". Para ello, los investigadores desarrollaron un nuevo algoritmo, más eficiente que los algoritmos estándar, a través de su colaboración con la Universidad de Boston. Su fuerza proviene de una división de tareas. "En lugar de resolver el problema de la reconstrucción como un bulto, el algoritmo divide la reconstrucción en problemas más pequeños que aborda individualmente", explica el profesor Liang.

   Con las innovaciones tanto en hardware como en software, UV-CUP tiene una velocidad de imagen de 0,5 billones de fotogramas por segundo. Produce videos con 1.500 encuadres en gran formato. Como generador de imágenes a la velocidad de la luz, UV-CUP ve fotones UV voladores en tiempo real.

   El dispositivo desarrollado a través de esta colaboración internacional será enviado al laboratorio de investigación SOLEIL Synchrotron en Francia para visualizar fenómenos físicos. Podría capturar la generación de plasma láser, un fenómeno esencial para deducir ciertas propiedades de los materiales, y la fluorescencia ultravioleta, que es importante en las imágenes médicas para identificar biomarcadores relacionados con enfermedades.