Câmera ultrarrápida tira 70 trilhões de fotos por segundo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/05/2020

Os pontos vermelhos entre os eletrodos de varredura representam fotoelétrons acelerados e chegando em diferentes momentos - os de cima chegam mais cedo que os de baixo.
[Imagem: Peng Wang et al. - 10.1038/s41467-020-15745-4]

Fotografia espectral

Uma nova câmera ultrarrápida, desenvolvida no Instituto de Tecnologia da Califórnia, é capaz de capturar até 70 trilhões de quadros por segundo.

Isso é rápido o suficiente para fotografar ondas de luz viajando e o decaimento fluorescente das moléculas.

Peng Wang e seus colegas batizaram a tecnologia da câmera de "fotografia espectral ultrarrápida compactada", ou CUSP, na sigla em inglês (Compressed Ultrafast Spectral Photography).

A câmera consiste em um laser que emite pulsos extremamente curtos de luz, que duram apenas um femtossegundo (10^-15 segundo), combinado com lentes e um sensor de luz especializado, conhecido como câmera de listras, ou câmera de franjas (streak).

As lentes dividem os pulsos individuais de femtossegundos do laser em uma sequência de pulsos ainda mais curtos, sendo cada um desses pulsos responsável por produzir uma imagem na câmera.

"No modo ativo, a CUSP alcança 7 × 10¹³ fps e 10³ quadros simultaneamente, por meio de uma sinergia entre a codificação espectral, a divisão de pulsos, a distorção temporal e a detecção compactada - permitindo imagens quantitativas sem precedentes da rápida interação não-linear da matéria com a luz," escreveu a equipe.

Esquema de funcionamento da câmera de femtossegundos.
[Imagem: Peng Wang et al. - 10.1038/s41467-020-15745-4]

Câmeras ultrarrápidas

Mas não espere ver uma câmera assim à venda tão cedo, uma vez que o laser de femtossegundos é um aparelho grande e caro, o que o torna exclusivo dos laboratórios mais modernos. Lá, sim, esta nova tecnologia de imageamento ultrarrápido promete avançar as pesquisas em campos que incluem física fundamental, miniaturização de semicondutores de última geração e ciências da vida.

"Nós vislumbramos aplicações em uma rica variedade de fenômenos extremamente rápidos, como a propagação ultracurta da luz, a propagação de ondas, a fusão nuclear, o transporte de fótons em nuvens e tecidos biológicos e o decaimento fluorescente de biomoléculas, entre outras coisas," disse o professor Lihong Wang.

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