ابداع روش تصویربرداری فمتوثانیه‌ای برای ثبت رویدادهای فوق‌سریع

تحولی در دنیای تصویربرداری: ثبت لحظات فمتوثانیه‌ای با دقت بی‌سابقه

پژوهشگران با معرفی روش نوین تصویربرداری فمتوثانیه‌ای فشرده با مدولاسیون همدوس طیفی–زمانی (CST-CMFI)، موفق شدند رویدادهای فوق‌سریع را با جزئیاتی فراتر از توان فناوری‌های پیشین ثبت کنند. این دستاورد علمی که در نشریه معتبر Optica منتشر شده، امکان مشاهده فرآیندهایی را فراهم می‌کند که در بازه‌های زمانی چندصد فمتوثانیه‌ای رخ می‌دهند.

ترکیب فناوری‌های پیشرفته برای یک برداشت دقیق

این سیستم با هدف غلبه بر محدودیت‌های دوربین‌های تک‌شات سنتی طراحی شده است. در حالی که روش‌های قدیمی عمدتاً تنها تغییرات شدت نور را ثبت می‌کردند، فناوری جدید با ترکیب سه رویکرد علمی، شدت و فاز نور را به‌صورت هم‌زمان اندازه‌گیری می‌کند:

• نگاشت زمان–طیف
• تصویربرداری طیفی فشرده
• تصویربرداری مدولاسیون همدوس

«تکنیک جدید ما می‌تواند تکامل کامل روشنایی و ساختار درونی یک جسم را تنها در یک برداشت ثبت کند که گامی بزرگ برای درک ماهیت بنیادی ماده است.»

بازسازی داده‌ها با هوش مصنوعی

در مرحله پردازش، یک شبکه عصبی آگاه از قوانین فیزیکی، داده‌های خام را تحلیل کرده و با تفکیک طول‌موج‌ها، شدت و فاز را در هر لحظه بازسازی می‌کند. این فرآیند منجر به ایجاد دنباله‌ای از فریم‌ها می‌شود که یک ویدئوی فوق‌سریع از رویداد را تشکیل می‌دهد.

کاربردهای صنعتی و علمی

آزمایش‌های انجام‌شده بر روی شکل‌گیری پلاسما در آب و رفتار حامل‌های بار در نیمه‌هادی ZnSe، کارایی این روش را اثبات کرده است. این فناوری می‌تواند در حوزه‌های زیر تحول‌آفرین باشد:

• پزشکی: بهبود دقت در جراحی‌های لیزری
• الکترونیک: طراحی دستگاه‌های سریع‌تر و کارآمدتر
• انرژی: توسعه سلول‌های خورشیدی نسل جدید
• شیمی: مطالعه دینامیک مولکول‌های زیستی

تیم تحقیقاتی دانشگاه نرمال شرق چین در حال حاضر به دنبال ترکیب این روش با عکاسی فوق‌سریع فشرده است تا امکان استخراج هم‌زمان اطلاعات طیفی و زمانی را فراهم کرده و مرزهای جدیدی در علم تصویربرداری بگشاید.