每秒480万帧价格仅为其他超快相机的

捕捉高速事件，例如落下的水滴或分子相互作用，通常需要昂贵的超快相机。然而，研究人员的突破为各种应用提供了更实惠的解决方案，包括实时药物输送监控和自动驾驶汽车的高速激光雷达系统。

在科学杂志《Optica》最近发表的一篇论文中，加拿大国家科学研究所的Jinyang Liang 与康科迪亚大学和 Meta Platforms 合作，推出了衍射门控实时超高速测绘 (DRUM) 相机。它的成像速度和分辨率与昂贵的高速相机相当，但成本仅为其一小部分，能够以每秒 480 万帧的速度在单次曝光中捕捉动态事件。

梁的团队通过对飞秒(即万亿分之一(十亿分之一)秒)的激光脉冲与正在进行激光烧蚀的液体和生物样本相互作用进行成像来证明这一点。

“DRUM 摄影将推动生物医学和激光雷达等自动化技术的发展，在不影响传感器灵敏度的情况下增强危险感知，”梁说。

正如Phys.org所解释的那样，DRUM 相机的成本效益和速度源于一种称为时变光学衍射的新技术。传统相机使用门来控制光传感器曝光，类似于快门;在时间选通中，门在传感器读取数据之前快速打开和关闭，从而创建高速电影。

梁和他的团队利用光的时空二象性，设计了一种利用光衍射实现时间选通的方法。通过快速改变衍射光栅的倾斜角度(生成沿不同方向传播的入射光的多个副本)，他们可以在不同时间点对帧进行选通，并将它们组合成超快的电影。重要的是，他们使用数字微镜设备(投影仪中常见的组件)以非常规且经济高效的方式实现了这一目标。

DRUM 摄像机为每个短片拍摄七帧。测试记录了激光与蒸馏水的相互作用，显示了响应脉冲激光的等离子体通道演变和气泡形成。它捕获了碳酸饮料中的气泡动力学，以及超短激光脉冲和单层洋葱细胞样本之间的相互作用。DRUM 摄影扩展到纳米手术和基于激光的清洁应用。

研究人员的目标是通过提高成像速度和序列深度、探索色彩捕获并将其应用于先进的激光雷达系统等来增强 DRUM 摄影。这可能不是一项有利于消费相机的连拍和帧速率的技术，但它仍然是超快摄影背后的科学技术的一项令人着迷的发展。