¿Qué sucede cuando una nueva tecnología es tan precisa que opera en una escala más allá de nuestras capacidades de caracterización? Por ejemplo, Los láseres utilizados en el INRS producen pulsos ultracortos en el rango de femtosegundos (10 ^-15 s), que es demasiado corto para visualizar. Aunque algunas mediciones son posibles, nada supera a una imagen clara, dice el profesor de INRS y especialista en imágenes ultrarrápidas Jinyang Liang. Él y sus colegas dirigido por Lihong Wang de Caltech, han desarrollado lo que llaman T-CUP:la cámara más rápida del mundo, capaz de capturar 10 billones (10 ¹³ ) fotogramas por segundo (Fig.1). Esta nueva cámara literalmente hace posible congelar el tiempo para ver fenómenos, e incluso luz, en cámara extremadamente lenta.

En años recientes, La unión entre las innovaciones en óptica no lineal e imágenes ha abierto la puerta a métodos nuevos y altamente eficientes para el análisis microscópico de fenómenos dinámicos en biología y física. Pero aprovechar el potencial de estos métodos requiere una forma de grabar imágenes en tiempo real con una resolución temporal muy corta, en una sola exposición.

Utilizando técnicas de imagen actuales, las mediciones tomadas con pulsos láser ultracortos deben repetirse muchas veces, que es apropiado para algunos tipos de muestras inertes, pero imposible para otros más frágiles. Por ejemplo, El vidrio grabado con láser puede tolerar solo un pulso de láser, dejando menos de un picosegundo para capturar los resultados. En cuyo caso, la técnica de imagen debe poder capturar todo el proceso en tiempo real.

La fotografía ultrarrápida comprimida (CUP) fue un buen punto de partida. A 100 mil millones de fotogramas por segundo, este método se acercó, pero no se reunió, las especificaciones requeridas para integrar láseres de femtosegundos. Para mejorar el concepto, El nuevo sistema T-CUP se desarrolló en base a una cámara de racha de femtosegundos que también incorpora un tipo de adquisición de datos utilizado en aplicaciones como la tomografía.

"Sabíamos que al usar solo una cámara de racha de femtosegundos, la calidad de la imagen sería limitada, "dice el profesor Lihong Wang, el profesor Bren de Ingeniería Médica e Ingeniería Eléctrica en Caltech y el Director del Laboratorio de Imágenes Ópticas de Caltech (COIL). "Entonces, para mejorar esto, agregamos otra cámara que adquiere una imagen estática. Combinado con la imagen adquirida por la cámara de racha de femtosegundos, podemos usar lo que se llama una transformación de Radon para obtener imágenes de alta calidad mientras registramos diez billones de fotogramas por segundo ".

Estableciendo el récord mundial de velocidad de imágenes en tiempo real, T-CUP puede alimentar una nueva generación de microscopios para aplicaciones biomédicas, ciencia de los Materiales, y otras aplicaciones. Esta cámara representa un cambio fundamental, lo que permite analizar las interacciones entre la luz y la materia con una resolución temporal incomparable.

La primera vez que se utilizó la cámara ultrarrápida abrió nuevos caminos al capturar el enfoque temporal de un solo pulso láser de femtosegundo en tiempo real (Fig. 2). Este proceso se registró en 25 fotogramas tomados en un intervalo de 400 femtosegundos y se detalló la forma del pulso de luz. intensidad, y ángulo de inclinación.

"Es un logro en sí mismo, "dice Jinyang Liang, el autor principal de este trabajo, quien era ingeniero en COIL cuando se realizó la investigación, "¡pero ya vemos posibilidades de aumentar la velocidad hasta un cuatrillón (10 exp 15) de fotogramas por segundo!" Velocidades como esa seguramente ofrecerán información sobre los secretos aún indetectables de las interacciones entre la luz y la materia.