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pte20190522020 Forschung/Entwicklung, Technologie/Digitalisierung

Chinesen schaffen 3,85 Bio. Bilder pro Sekunde

Neu entwickelte CUST-Methode ermöglicht Einblick in komplexe Prozesse in Femtosekunden


Laser: Erforschung mittels Fotografie (Foto: pixabay.com, SD-Pictures)
Laser: Erforschung mittels Fotografie (Foto: pixabay.com, SD-Pictures)

Hongkong/Xi'an (pte020/22.05.2019/13:30) - Experten der City University of Hong Kong http://cityu.edu.hk haben ein neues Verfahren zur Hochgeschwindigkeitsfotografie entwickelt, das alle bisherigen Ansätze in den Schatten stellt und gleichzeitig auch noch kostengünstig sein soll. Die Technik, die sich "Compressed ultrafast spectral-temporal"-Fotografie (CUST) nennt, erreicht sowohl bei der Anzahl der erzielbaren Aufnahmen als auch der Bildwiederholrate neue Spitzenwerte. Letztere wird von den Erfindern mit 3,85 Bio. Bildern pro Sekunde angegeben. Neue Einblicke in komplexe Prozesse im Bereich von Femtosekunden - also dem Billiardstel einer Sekunde - sollen so möglich werden.

"Äußerst wichtige Technologie"

"Ultraschnelle Fotografie ist eine äußerst wichtige Technologie, die das Verständnis der Wissenschaft in Bezug auf eine ganze Reihe von flüchtigen chemischen und physikalischen Prozessen vorantreibt", so Wang Lidai, Assistenzprofessor am Department of Biomedical Engineering der Universität. Heute gängige Ansätze in dem Bereich hätten allerdings mit einigen Problemen und Einschränkungen zu kämpfen. "Existierende Techniken erlauben bei einer sehr hohen Bildrate nur wenige Aufnahmen und benötigen enorm teure Kameras."

Mit CUST soll es möglich werden, all diese bestehenden Limitierungen außer Kraft zu setzen und somit völlig neue Erkenntnisse gewinnen zu können. "Wir können nun Bilder im Femtosekundenbereich über einen längeren Zeitraum hinweg in einem breiteren Spektrum erzeugen. Das erleichtert die Forschung von ultraschnellen Prozessen in der Physik, der Chemie und der Biologie. Die geringen Kosten eröffnen auch mehreren Forschungsinstitutionen die Chance, diese Technologie zu nutzen", ergänzt Wang.

Beeindruckende Messergebnisse

Die technischen Daten der Methode, die Wang gemeinsam mit Kollegen der Xi'an Jiaotong University http://en.xjtu.edu.cn entwickelt hat, sind tatsächlich beeindruckend: CUST erreicht eine Bildwiederholfrequenz von 3,85 Bio. Hertz und nimmt dabei mehr als 60 Bilder mit einer ultrahohen spektralen Auflösung im Sub-Nanometerbereich auf.

Dass das nicht nur theoretisch, sondern auch praktisch funktioniert und viele Vorteile bringt, haben die chinesischen Forscher bereits gezeigt. So waren sie etwa mithilfe der Technik in der Lage, die Ausbreitung, Reflexion und Fokussierung eines Femtosekunden-Laserimpulses in Echtzeit aufzuzeichnen. Solche Impulse laufen in unglaublich kurzen Zeiträumen von 20 Picosekunden ab - eine Picosekunden entspricht 0,000000000001 Sekunden.

(Ende)
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