La primera vez que se usó, la cámara ultrarrápida pudo captar un solo pulso de láser de femtosegundo en tiempo real.
la tecnología ha avanzado tanto que muchas veces sus habilidades superan incluso nuestra propia imaginación. Es el caso de T-CAP, la cámara que es capaz de congelar el movimiento de la luz y fotografiar algo tan efímero como un pulso láser. Ideada por investigadores del INRS (Institut National de la Recherche Scientifique) y el Insituto de Tecnología de California (Caltech), sus especificaciones y características incluyen imágenes que capturan 10 billones de fotogramas por segundo.
"Esta nueva cámara permite, literalmente, congelar el tiempo para ver fenómenos, e incluso la luz, en cámara extremadamente lenta", señala en un comunicado el INRS francés. Pero, ¿qué utilidad práctica puede tener este aparato, fruto de la unión entre los avances en la óptica no lineal y la imagen? Los científicos señalan los campos de la biología y de la física como principales beneficiarios, ya que T-CAP es capaz de fotografiar fenómenos dinámicos.
Por ejemplo: en la actualidad, las mediciones tomadas con pulsos láser ultracortos deben repetirse muchas veces, lo cual es apropiado para algunos tipos de muestras inertes, pero imposible para otras más frágiles, como el vidrio grabado con láser, que solo aguanta un solo impulso de láser. Así, solo se pueden obtener resultados en menos de un picosegundo, lo que reduce mucho la ventana para capturar el fenómeno.
UNA FOTOGRAFÍA EN FEMTOSEGUNDOS
Los científicos partieron de la tecnología de fotografía ultrarrápida comprimida (CUP), que permite 100.000 millones de cuadros por segundo y que es capaz de fotografiar el momento en el que un rayo de luz rebota contra un espejo, por ejemplo. Consiguieron acercarse, pero no consiguieron su objetivo. Por eso idearon el nuevo sistema T-CAP a partir de una cámara de ráfaga de femtosegundos, que también incorpora un tipo de adquisición de datos utilizado en aplicaciones como la tomografía. Este logro se presenta en la revista Light: Science & Applications.
La primera vez que se usó, la cámara ultrarrápida abrió nuevos caminos al capturar el enfoque temporal de un solo pulso de láser de femtosegundo en tiempo real. Este proceso se registró en 25 fotogramas tomados a un intervalo de 400 femtosegundos y detalla la forma, la intensidad y el ángulo de inclinación del pulso de luz.
"Sabíamos que al usar solo una cámara de racha de femtosegundos, la calidad de la imagen sería limitada", afirma el profesor Lihong Wang, profesor de Ingeniería Eléctrica en Caltech y director del Laboratorio de Imágenes Ópticas de Caltech (COIL). "Para mejorar esto, agregamos otra cámara que adquiere una imagen estática. Combinada con la imagen adquirida por la cámara de franja de femtosegundos, podemos usar lo que se llama transformación de radón para obtener imágenes de alta calidad mientras grabamos diez billones de fotogramas por segundo".
Esta tecnología podría crear una nueva generación de microscopios para biomédica, ciencia de materiales y otras aplicaciones. Pero, además, señalan sus ideólogos, abre el campo a "aumentar la velocidad hasta en un trillón de fotogramas por segundo". Lo que ofrecerá la imagen de procesos no visibles de interacciones entre la luz y la materia.
Referencia bibliográfica:
Jinyang Liang et al. 2018. Single-shot real-time femtosecond imaging of temporal focusing. Light: Science & Applications. DOI: 10.1038/s41377-018-0044-7
