156.3 ล้านล้านเฟรมต่อวินาที SCARF กล้องถ่ายรูปเร็วที่สุดในโลก

ย้อนกลับไปช่วงปี 2014 วิศวกรของศูนย์วิจัยการสื่อสารโทรคมนาคม INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Centre ในประเทศแคนาดา ได้ทำการพัฒนา Compressed Ultrafast Photography หรือ CUP เทคโนโลยีการถ่ายภาพความเร็วสูงแบบบีบอัดออกมาได้สำเร็จ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่จะช่วยให้เราสามารถจับภาพเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นรวดเร็วมาก ๆ ด้วยความเร็วระดับ 1 แสนล้านเฟรมต่อวินาทีได้

ต่อมาในปี 2018 มันถูกพัฒนาไปเป็น T-CUP โดย T ย่อมาจากคำว่า Trillion-frame-per-second หรือ ล้านล้านเฟรมต่อวินาที ซึ่งT-CUP สามารถจับภาพด้วยความเร็ว 10 ล้านล้านเฟรมต่อวินาที และอีกครั้งในปี 2020 ทางทีมงานยังได้อัปเกรดมันไปสู่ CUSP หรือ Compressed Ultrafast Spectral Photography หรือเทคโนโลยีการถ่ายภาพสเปกตรัมความเร็วสูงแบบบีบอัด สามารถจับภาพด้วยความเร็ว 70 ล้านล้านเฟรมต่อวินาที 

ล่าสุดในช่วงกุมภาพันธุ์ปีนี้เอง (2024) ทางทีมนักพัฒนาก็ได้อัปเกรดเทคโนโลยีนี้ต่อไปเป็น SCARF หรือ Swept-Coded Aperture Real-time Femtophotography เทคโนโลยีการถ่ายภาพความเร็วสูงแบบเรียลไทม์ด้วยรูรับแสงแบบ Swept-Coded สามารถจับภาพได้ด้วยความเร็ว 156.3 ล้านล้านเฟรมต่อวินาที สามารถถ่ายภาพคลื่นกระแทก ที่เคลื่อนที่ผ่านสสารหรือเซลล์ของสิ่งมีชีวิตได้ และตอนนี้มันถือเป็นกล้องถ่ายรูป ที่สามารถถ่ายภาพได้เร็วที่สุดในโลก

SCARF เป็นเทคโนโลยีที่เอาเทคนิคการถ่ายภาพความเร็วสูงโดยใช้รูรับแสงแบบ Swept-Coded มาผสมรวมกับเทคโนโลยีเลเซอร์ Femtosecond ซึ่งเป็นเลเซอร์ชนิดที่ปล่อยแสงออกมาด้วยความเร็วสูง มักใช้ในการผ่าตัดเลสิก ที่ทำให้สายตาผิดปกติในปัจจุบัน

เลเซอร์ของ Femtosecond จะทำการยิงไปยังรูรับแสง Swept-Coded เพื่อทะลุไปยังวัตถุที่เราต้องการจะเก็บภาพ แสงที่สะท้อนกลับมาจากวัตถุจะถูกบันทึกโดยเซ็นเซอร์ของกล้อง CCD (Charge Coupled Device) และสร้างออกมาเป็นภาพหนึ่งภาพในที่สุด

ความสามารถของเทคโนโลยี SCARF ในตอนนี้ คือสามารถสร้างภาพ 3 มิติ ของวัตถุที่มีความละเอียดสูง และความคมชัดสูงออกมาได้ มันสามารถถ่ายภาพอิเล็กตรอน หรือ ปฏิกิริยาทางเคมีที่รวดเร็วได้ รวมไปถึงการจับภาพการเคลื่อนที่ของโปรตีนภายในเซลล์ ก็สามารถทำได้เช่นกัน

ผลงานการพัฒนานี้ได้รับการตีพิมม์ลงในวารสารของ Nature Communications ใครสนใจสามารถเข้าไปอ่านเรื่องราวอย่างละเอียดจากที่นี่ได้เลยค่ะ >> https://www.nature.com/articles/s41467-024-45820-z