Revolutionäre Kamera kann Licht in Bewegung aufzeichnen

Forscher liefern spektakuläre Videos von Lichtteilchen in Bewegung

Wissenschaftler des M.I.T. Media Lab haben ein Kamerasystem entwickelt, das in der Lage ist Lichtteilchen in Bewegung einzufangen. Um dies zu ermöglichen, erfolgt die Aufnahme in weniger als zwei Trillionstelsekunden - genau 1,71 Picosekunden. Bei der "Femto-Fotografie" genannten Technologie fungiert ein Titanium-Saphir-Laserpuls für eine Trillionstelsekunde als Blitz, während eine Streak-Kamera (Schmierbild-Kamera) das von der aufgenommenen Szene reflektierende Licht mit fast einer Trillion Bildern pro Sekunde aufnimmt. Dadurch kann beispielsweise festgehalten werden, wie ein Lichtstrahl durch Flüssigkeit wandert oder von einer Fläche "abprallt" und auf ein gegenüberliegendes Objekt reflektiert wird.

Komplexe Angelegenheit

Weil die Belichtungszeit mit dem Laser extrem kurz ist, wird der Vorgang ähnlich wie bei einem Stroboskop alle 13 Nanosekunden wiederholt und das Video über einige Minuten aufgezeichnet. Ungefähr 480 Bilder nimmt die Kamera pro Szene auf, wobei über ein Spiegelsystem der Aufnahmebereich der Kamera auf verschiedene Stellen des aufgenommenen Objekts gelenkt wird, um verschiedene Einstellungen einzufangen. Schlussendlich werden die Bilddaten mittels eines speziellen Algorithmus ausgewertet.

Einsatzzwecke

Abseits von künstlerischen und edukativen Einsatzzwecken könnte das Kamerasystem künftig in der Industrie zur Analyse von Materialeigenschaften genutzt werden oder, um extrem schnelle Prozesse besser verstehen zu können. In der Medizintechnik könnte die präzisere Lichterfassung etwa Ultraschallgeräte ersetzen. Im Endeffekt könnten die Erkenntnisse dieser Entwicklung auch in Konsumentenprodukte einfließen, zeigt sich der leitende Forscher Ramesh Raskar überzeugt.

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