英研制相機(jī)以光速拍攝：記錄光脈沖飛行過(guò)程

科技日?qǐng)?bào)訊 你怎樣拍攝一張快照，快到能看見(jiàn)光在空中飛行？你怎樣不用照相機(jī)也能拍出照片？你怎樣用技術(shù)看到四周角落里的物體？反過(guò)來(lái)，怎樣把物體隱藏起來(lái)讓人們?cè)谡掌锌床坏剑窟@些有趣的問(wèn)題是今年7月1日到6日召開(kāi)的英國(guó)“皇家學(xué)會(huì)夏季科學(xué)展會(huì)”上，赫利奧特-瓦特大學(xué)和格拉斯哥大學(xué)的“創(chuàng)意相機(jī)”展覽團(tuán)隊(duì)向前來(lái)參觀的人們提出的。

來(lái)自這兩所大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)正在探索新的拍照策略。赫利奧特-瓦特大學(xué)物理科學(xué)與工程學(xué)院講師喬納森里奇解釋說(shuō)，他們研究的相機(jī)能以光速拍攝，記錄下光脈沖在空中飛行的過(guò)程。

里奇說(shuō)：“光由光子構(gòu)成，速度為每秒鐘3億米，沒(méi)有什么東西比光跑得更快。光子飛行的速度如此之快，普通相機(jī)是無(wú)法拍下它們的運(yùn)動(dòng)的。而我們的新相機(jī)極為靈敏而且極快，能拍攝單個(gè)的光子，當(dāng)它們?cè)诳罩新眯袝r(shí)，還能給光脈沖錄像。”

該相機(jī)由愛(ài)丁堡大學(xué)開(kāi)發(fā)，其感光部件由單光子光敏像素陣列構(gòu)成。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月6日?qǐng)?bào)導(dǎo)，這些像素有兩種特性：一是對(duì)單個(gè)光子敏感的能力每個(gè)像素的敏感性是人眼的10倍左右；二是它們的速度每個(gè)像素被激活只要67皮秒(萬(wàn)億分之一秒)，比人眨一下眼的時(shí)間要快10億倍。“這些特性讓我們能實(shí)現(xiàn)"飛光成像"。”里奇說(shuō)，當(dāng)光在空中飛行，從物體上散射開(kāi)來(lái)時(shí)，這種成像方法連光本身也能拍下來(lái)。

攝像機(jī)結(jié)合了脈沖激光源的工作原理。在錄像中，記錄了光脈沖里的光子在空中飛行。里奇說(shuō)，人們可以看到光子在一系列鏡子上發(fā)生的反射。當(dāng)光脈沖與空氣分子碰撞時(shí)，會(huì)隨機(jī)散射出光子，這些光子中有些會(huì)被攝像機(jī)拍下來(lái)。

根據(jù)皇家協(xié)會(huì)會(huì)展介紹，這些技術(shù)可以用于巡查環(huán)境角落。放在隱蔽角落處的物體也會(huì)散射光子，通過(guò)記錄這些散射光，就能顯示螢?zāi)簧峡床坏降奈矬w。此外，該相機(jī)還可以用在需要精準(zhǔn)計(jì)量時(shí)間信息的地方。(常麗君)