照相机|1秒5000亿张！世界最快相机问世，可拍到光速飞行的紫外光子
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1827年，世界上第一张照片诞生，曝光时间长达8个小时；
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1839年，世界上第一张拍到人像的照片诞生，曝光十分钟，拍摄的是巴黎的坦普尔大街。当照片出来的时候，摄影师吃惊地发现，熙熙攘攘的大街上竟然没有人，只在左下角出现了两个人，一个是擦皮鞋的，一个是站着的皮鞋主人。这是因为曝光时间太长，活动的人都没在底片上留下影像，只有这两个几乎不怎么动的人影才有足够的时间留在底片上。
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现在的照相机已经可以随意拍摄了，甚至高速运动中的子弹等物体，也可以用相机捕捉到。那么更快的东西呢？比如以光速运动的光子，能够拍下来吗？
加拿大国立科学研究所（INRS）超快成像专家梁金扬教授的团队，最近与国际研究人员合作，开发出了世界上最快的照相机，每秒钟可以记录5000亿张图像，可以拍摄飞行中的紫外光子，看到仅仅持续皮秒级的瞬态事件。仅仅只用了不到200年的时间，人类的科技水平就发展到可以拍摄宇宙中最快的东西了，你是不是觉得完全不可思议了呢？
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梁教授的团队通过与学术界和业界合作，开发出了小巧的UV-CUP成像系统。该系统具有图案化的光电阴极，可以同时检测和编码黑光灯发出的紫外光——黑光灯又称紫外线灯，里面有过滤深紫色的材料，可以将可见光过滤掉，只允许紫外线通过。UV-CUP和标准相机类似，只是接收光而不会产生光，可以轻松集成到各种实验平台中。
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能够拍照只是完成了一半的工作，因为这只是将皮秒级瞬态事件的信息压缩到了数据采集的快照中，这种快照与普通相机的完全不同，还需要通过重建算法来生成视频。研究人员为此和波士顿大学合作，开发了一种比标准算法更有效的新算法，通过硬件和软件方面的创新，让UV-CUP能以大幅面将1500帧图像合成视频，从而看到飞行中的紫外线光子。
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皮秒是什么概念呢？一秒钟等于10^12皮秒，人眨眼的速度大约是0.25秒，也就是说这台UV-CUP相机可以捕捉到比你眨眼还快2500亿倍的事件。这个概念中大家最为熟悉的可能就是皮秒激光了，通过超短脉宽的皮秒脉冲来精准祛除你脸上的黑色素、纹身等，从而达到美容的效果。
UV-CUP目前正在法国的一个研究实验室中，它将被用于捕获不同物理现象的实验，包括激光等离子体的产生和紫外线荧光，未来或许可以帮助改善用于诊断疾病的医学成像技术。
这项研究发表在9月13日《激光与光子学评论》上。
参考：
【 照相机|1秒5000亿张！世界最快相机问世，可拍到光速飞行的紫外光子】Laser & Photonics Reviews：Single‐Shot Ultraviolet Compressed Ultrafast Photography
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