加州理工学院 显示激光脉冲穿过激光散射介质并从反射表面反弹的三维视频
信用:加州理工 为了把越来越快的照相机带到世界，加州理工学院的王力宏开发了一种技术，可以达到每秒70万亿帧的极快速度，快到足以看到光的传播
就像你手机里的摄像头一样，它只能产生平面图像
现在，王的实验室更进一步，开发出一种不仅能以极快的速度记录视频，还能在三维空间记录视频的摄像机
安德鲁和佩吉·陈医学工程系的医学工程和电气工程教授王在《自然通讯》杂志的一篇新论文中描述了这种设备
这款新相机采用了与王的其他压缩超快摄影(CUP)相机相同的底层技术，每秒可拍摄1000亿帧
这一速度足以拍出100亿张照片，比全世界所有人眨眼的时间还多
王把这种新的迭代称为“单镜头立体偏振压缩超快摄影”，简称SP-CUP
在CUP技术中，视频的所有帧都是在一个动作中捕获的，而不会重复该事件
这使得CUP相机非常快(一个好的手机相机每秒可以拍摄60帧)
王通过让相机更像人类一样“看”来为这个超高速影像添加第三维空间
当一个人看着他们周围的世界时，他们会感觉到一些物体离他们更近，而一些物体离他们更远
这种深度感知是可能的，因为我们有两只眼睛，每只眼睛从稍微不同的角度观察物体及其周围
来自这两幅图像的信息被大脑合成为一幅三维图像
王说，SP-CUP相机的工作原理基本相同
“相机现在是立体的，”他说
“我们有一个镜头，但它有两个半镜头的功能，可以提供两个不同的视角
两个通道模仿我们的眼睛
" 就像我们的大脑处理从眼睛接收的信号一样，运行SP-CUP摄像头的计算机将这两个通道的数据处理成一部三维电影
SP-CUP还具有另一项无人具备的创新:观察光波偏振的能力
光的偏振是指光波传播时振动的方向
考虑一下吉他弦
如果弦被向上拉(比如用手指)，然后松开，弦就会垂直振动
如果手指向旁边拉，弦就会水平振动
普通光有向四面八方振动的波
然而，偏振光被改变了，所以它的波都向同一个方向振动
这可以通过自然方式发生，例如当光从表面反射时，或者作为人工操作的结果，如偏振滤光器发生的情况
虽然我们的眼睛不能直接检测光的偏振，但这种现象已经在一系列应用中得到利用:从液晶显示屏到偏光太阳镜和光学相机镜头，再到检测材料中隐藏应力和分子三维结构的设备
王说，“速度杯”结合了高速三维成像和偏振信息的使用，使它成为一个强大的工具，可以应用于各种各样的科学问题
特别是，他希望这将有助于研究人员更好地理解声致发光的物理学，声致发光是一种声波在水或其他液体中产生微小气泡的现象
当气泡形成后迅速破裂时，它们会发出一阵光
“有些人认为这是物理学中最大谜团之一，”他说
“当一个气泡破裂时，它的内部会达到很高的温度，从而产生光
发生这种情况的过程非常神秘，因为这一切发生得太快了，我们想知道我们的相机是否能帮助我们解决这个问题
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
