Zdjęcie w bilionowych częściach sekundy
Powstał najszybszy system obrazowania na świecie. Specjalna kamera jest w stanie zarejestrować obraz w czasie krótszym niż pół miliardowej części sekundy. Co więcej może w sekundę wykonać sześć milionów takich zdjęć.
Urządzenie wykorzystuje światło lasera, które jest najpierw rozpraszane w przestrzeni, a następnie ściskane i wykrywane. Jego olbrzymią zaletą jest fakt, iż współpracuje z pojedynczym detektorem, a nie z milionami, jak ma to miejsce w typowym aparacie cyfrowym.
Technika Steam (Serial Time-Encoded Amplified imaging) wykorzystuje efekt superkontinuum światła laserowego. Objawia sie on tym, że wyjątkowo krótkie impulsy lasera niosą ze sobą niezwykle szeroką gamę barw. Impulsy te są rozszczepiane przez dwa optyczne elementy, dzięki czemu powstaje dwuwymiarowa macierz kolorów. To ona oświetla badaną próbkę i umożliwi np. sprawdzenie płynącej krwi pod kątem występowania w niej nieprawidłowych komórek. Wszystko dzięki temu, że macierz kolorów jest bardzo precyzyjnie ułożona i przekaże bardzo szczegółową informację o rozmieszczeniu w przestrzeni poszczególnych elementów próbki.
Światło odbite od próbki tworzy obraz, który wraca przez elementy rozpraszające impuls, gdzie jest "ściskane" w impuls, w którym obraz zapisany jest w rozmieszczeniu barw. Impuls trafia do specjalnego światłowodu, w którym światło o różnej długości fali wędruje z różną prędkością. Na wyjściu tego światłowodu wystarczyło zamontować standardowe fotodiody, które rejestrują czas przybycia poszczególnych fali i na tej podstawie tworzy z nich obraz nadający się do analizy. Cały proces trwa zaledwie 440 bilionowych części sekundy. Podczas eksperymentów użyto lasera, który emitował 6 milionów impulsów na sekundę. Twórcy Steam zapewniają, że możliwe jest wykorzystanie jeszcze szybszego urządzenia, bo wysyłającego ponad 10 milionów impulsów.
Dotychczas istniały kamery zdolne do wykonywania zdjęć w bardzo krótkim czasie, jednak nie potrafiły zrobić więcej niż 8 ujęć na sekundę.
Steam będzie idealnym narzędziem do badania krwi. Zwykle od pacjenta pobiera się krew i bada ją pod mikroskopem. Ten sposób zawodzi jednak przy wykrywaniu bardzo wczesnych stadiów wielu chorób, gdy nieprawidłowych komórek w krwi jest bardzo mało. Przykładem niech będą komórki nowotworowe, których na początku choroby jest dosłownie kilka wśród miliarda zdrowych komórek. Szansa, że pod mikroskopem uda się te komórki znaleźć, jest znikoma. Steam będzie w stanie je wyłowić śledząc przepływającą krew.
Twórcy urządzenia pracują teraz nad stworzeniem takiej jego wersji, która będzie wykonywała zdjęcia 3D.
Komentarze (4)
ciembor, 30 kwietnia 2009, 15:25
8 zdjec na sekunde to robi kamera w mojej komorce. Jakby telewizja nadawala obraz z czestotliwoscia 8Hz, to wypieprzylbym go przez okno.
k0mandos, 30 kwietnia 2009, 15:56
Zapewne zabrakło 0 albo dwóch, tudzież przedrostka.
lucky_one, 30 kwietnia 2009, 16:20
Świetny pomysł z tą techniką
Ciekaw jestem czy da się ją również zastosować do bardziej makroskopowych celów - np analiza poszczególnych faz wybuchów, efektów postrzału itp.. Oraz czy da się badać w ten sposób obiekty w skali nano - np reakcje między cząsteczkami różnych substancji.
Z tego co mi się wydaje, to niestety do obiektów makroskopowych ta technika się nie nadaje, zaś obiekty nano już się w podobny sposób bada (śledzenie faz reakcji za pomocą laserów o impulsach femtosekundowych), ale może ktoś wie coś więcej na ten temat?
thibris, 1 maja 2009, 08:29
@ciembor
@komandos
Podejrzewam, że chodzi o robienie zdjęć do obrazowania tak małych spraw jak komórki i tym podobnych specyficznych zadań. Chociaż faktycznie tak sformułowany artykuł/zdanie może wprowadzać w błąd.