Последние публикации


Проголосовать

Хватает ли Вашего образования,знаний для помощи в обучении ребенку (детям)

с 1-4 класс справлялись
ребенок все делает самостоятельно
у меня нет детей/они уже взрослые или слишком маленькие
обращаюсь за помощью к репетиторам
помощь репетиторов перед экзаменами и поступлением, без них никак!
Другое

 
 
http://lb-total.ru/ ящик к холодильнику либхер. Запчасти для холодильника либхер. . Клуб элитных кошек королевская династия питомник dressirovka-sobak-moskve.ru.
» » » СКОРОСТНОЕ ФОТО В РАДУЖНОМ СВЕТЕ


→ Техника

СКОРОСТНОЕ ФОТО В РАДУЖНОМ СВЕТЕ


СКОРОСТНОЕ ФОТО В РАДУЖНОМ СВЕТЕ

КАК ПРОСЛЕДИТЬ ЗА ПЕРЕНОСОМ ЧАСТИЦ СУСПЕНЗИИ В ТОНЧАЙШЕМ КАПИЛЛЯРЕ? ИЛИ ЗА ХИМИЧЕСКОЙ ДИНАМИКОЙ ВНУТРИ ЖИВОЙ КЛЕТКИ? ДЛЯ ЭТОГО НУЖНО ДЕЛАТЬ МИЛЛИОНЫ КАДРОВ В СЕКУНДУ. ДО ПОСЛЕДНЕГО ВРЕМЕНИ В РАСПОРЯЖЕНИИ УЧЕНЫХ НЕ БЫЛО ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ СВЕРХСКОРОСТНОЙ НЕРАЗРУШАЮЩЕЙ МИКРОСЪЕМКИ БЫСТРОТЕКУЩИХ ПРОЦЕССОВ.


Скорость простых ПЗС-матриц — несколько тысяч снимков в секунду, ее сдерживает время считывания данных. Специализированная камера HPV-2 компании Shimadzu делает до 1000000 кадров в секунду с разрешением 312x260 точек, но запрашивает при этом сильного освещения, либо за время  экспозиции небольшой ПЗС-матрицы соберет немного фотонов, и картинка  увязнет в тепловых шумах. А при макросъемке данное освещение неприемлемо, оно просто уничтожит миниатюрный экземпляр. Выход отыскала малочисленная команда оптиков из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе.

В установке STEAM (Serial Time-Encoded Amplified Microscopy) вместо ПЗС используется единственный быстродействующий фотодиод, который улавливает картинку построчно, аналогично тв, получающему эфирный сигнал. А вот сам сигнал формируется и повышается лишь схожими оптическими способами. Все начинается с инфракрасного лазера, который дает короткие, меньше полумиллиардной доли секунды (0,44 нс) импульсы излучения с длиной волны 1590 нм.

Проходя по специальному оптоволокну с неоднородным коэффициентом преломления, импульсы размываются по частоте и порождают непрерывный спектр в интервале 1570-1610 нм. Это довольно узкий диапазон — примерно как между желтым и оранжевыми цветами привычного нам видимого света, но его хватает для работы установки. Далее импульс следует в 2Б-дисперсер. Отражающее интерференционное покрытие делит спектр первичного импульса на десятки мельчайших частей шириной меньше нанометра и каждый из них разлагает в спектральную полоску. Сначала полоски пространственно накладываются друг на друга, но, попав на дифракционную решетку, разделяются и образуют многострочную развертку спектра первоначального светового импульса.

Калифорнийские ученые направляют этот «спектральный душ» прямо на фотографируемый предмет. Получается, что любая его точка подсвечена своим «цветом»: верхний левый угол самой короткой волной, нижний правый — самой длинной. Отразившись от объекта съемки, свет попадает противоположно через тот же 2Б-дисперсер и вновь сводится в единый многоцветный пучок.

Но теперь его спектр уже неоднороден, в нем закодирована яркость различных сегментов снимаемого объекта. Остается только считать эту информацию, для чего спектральное кодирование нужно реконструировать во временное. Для чего импульс обращают в оптоволокно, где скорость света сильно зависит от длины волны: если одна волна короче другой на 1 нм, то к концу пути она отстает на 3,3 нс. Параллельно с этими гонками идет усиление сигнала. В оптоволокно запускаются более коротковолновые лазерные лучи, передающие свою энергию импульсу, передающему информацию.

К концу пути спектральный кадр с охватом длин волн 40 нм удлиняется во времени на 130 нс, а его напряженность увеличивается более чем в тристо раз. Сейчас быстродействующий светодиод преобразует оптический сигнал в электрический, который оцифровывается с частотой 50 миллиардов отсчетов в секунду и записывается в память специализированного компьютера.

Частота кадров определяется периодичностью импульсов, посылаемых исходным лазером. В построенной установке она составляет 6,1 млн снимков в секунду при разрешении 27 х 90 точек. На сегодня это мировой рекорд скорости фотовидеосъемки, причем сами авторы разработки отмечают, что данные показатели можно еще значительно увеличить. Они также указывают, что в конструкции их системы использованы стандартные оптические элементы. Заметим, 2D-дисперсер используется для извлечения подробных спектров. Это позволяет самостоятельно собрать такую установку в любой серьезной оптической лаборатории.

Оригинальными же являются три идеи: использование «спектрального душа» в виде неразрушающей подсветки, простая оптическая модификация снимка из спектрального кодирования во временное и, самое главное, оптическое усиление сигнала, избавляющее от неизбежных шумов электронных систем.



Характеристики установки STEAM

Частота кадров    6,1 млн/с
Выдержка    440 пс
Разрешение    27 х 90-97 (~2500 пикс.)
Спектральный диапазон    1570-1610 нм
Оптическое усиление сигнала    25 дБ (316 раз)
Частота оцифровки    50 млрд/с
Поток данных    ~15 Гбайт/с
 






Вопросы и ответы вопрос/ответ

Все ответы на вопросы


Остались вопросы?

✏ Напишите нам


Современная наука

  • В наши дни возможно найти практически любую необходимую нам информацию. Современная наука в области высоких достижений сделала огромный шаг вперед. Разрешение тех или других задач сегодня невозможно без применения передовых технологий и информационных разработок.