bruce Anane
En général, si vous souhaitez capturer des images nettes de mouvements incroyablement rapides comme des interactions moléculaires ou des gouttelettes d’eau, vous aurez besoin d’un équipement très coûteux. Les chercheurs ont développé un système utilisant la technologie des projecteurs qui pourrait réduire considérablement les coûts.
Une équipe de recherche composée de membres de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) du Canada, de l’Université Concordia et de Meta Platforms a développé une nouvelle caméra capable de capturer un événement en une seule exposition à 4,8 millions d’images par seconde avec « une résolution de 0,37 µs et une profondeur de séquence de sept images. »
Cela n’est même pas proche des résultats obtenus par Caltech il y a quelques années, mais la technologie DRUM a été construite à l’aide de composants standardisés et coûte une fraction du coût des systèmes disponibles dans le commerce.
« Notre caméra utilise une toute nouvelle méthode pour obtenir des images à grande vitesse », a déclaré Jinyang Liang de l’INRS. « Elle a une vitesse d’imagerie et une résolution spatiale similaires à celles des caméras commerciales à grande vitesse, mais utilise des composants disponibles dans le commerce qui coûteraient probablement moins d’un dixième des caméras ultrarapides actuelles, qui peuvent commencer à près de 100 000 dollars. »
Le développement se concentre sur une nouvelle méthode de contrôle du temps appelée diffraction optique variable dans le temps. Dans un appareil photo classique, le réseau en forme d’obturateur contrôle la quantité de lumière qui frappe le capteur. Le time-gating consiste à ouvrir et fermer rapidement la porte plusieurs fois pour capturer une vidéo courte et rapide.
Liang et son équipe ont mis au point un moyen de chronométrer en utilisant la diffraction de la lumière, qui impliquait de « modifier rapidement l’angle d’inclinaison des facettes périodiques sur un réseau de diffraction » pour produire une série de répliques de la lumière incidente qui se déplaçaient dans différentes directions. Cela a effectivement éliminé les images à différents moments pour générer un film time-lapse ultra-rapide très court.
« Heureusement, il est possible de réaliser ce type de porte de diffraction en utilisant un dispositif à micromiroir numérique (DMD) – un composant optique courant dans les projecteurs – d’une manière non conventionnelle », a déclaré Liang. « Les DMD sont produits en série et ne nécessitent aucun mouvement mécanique pour produire la porte de diffraction, ce qui rend le système rentable et stable. »
La caméra DRUM (Real-Time Ultra-High Speed Mapping) avec contrôle de diffraction est capable de capturer sept images de chacun de ces films. L’équipe multidisciplinaire du projet a testé l’appareil en enregistrant un laser interagissant avec de l’eau distillée, ce qui « a montré l’évolution d’un canal plasmatique et le développement d’une bulle en réponse à un laser pulsé ».
La caméra DRUM a également capturé la dynamique des bulles dans une boisson gazeuse et les interactions entre un échantillon de cellules d’oignon et une impulsion laser ultra-courte. Les travaux visant à affiner davantage la technologie sont en cours, mais les chercheurs voient des applications potentielles dans la biomédecine et les systèmes LiDAR pour le transport autonome.
Un article sur le projet a été publié dans le magazine Optique.
Source: Optique
