Zehn Billionen Frames pro Sekunde:
Neue Kamera ist schnellste der Welt

Extrem hohe Geschwindigkeit bei bisher unerreichter Auflösung: Forschern ist es gelungen, eine neue High-Speed-Kamera zu entwickeln, die einen ganz neuen Einblick in die Welt der sehr kurzen Ereignisse ermöglicht. Bei zehn Billionen Frames pro Sekunde ist es sogar möglich, den Flug eines Laserpulses im Detail zu verfolgen.

So schnell war eine Kamera noch nie

Sehr kleine und schnelle Ereignisse in der Natur veranlassen Forscher, immer weiter nach neuen Methoden der Abbildung zu forschen. In den letzten Jahren waren dabei viele Ansätze entwickelt worden, die es möglich machen sollen, selbst Prozesse im Femtosekunden-Maßstab zu filmen. Bisher war die Basis solcher Bemühungen immer die sogenannte "Compressed Ultrafast Photography" (CUP), die Spiegel und Strahlteiler nutzt, um zeitlich versetzte Lichtsignale für einen Bildsensor registrierbar zu machen. Jinyang Liang vom California Institute of Technology (Caltech) und Kollegen ist jetzt eine entscheidende Weiterentwicklung der Technik gelungen.
T-Cup: Die schnellste... ...Kamera der Welt Wie die Forscher stolz beschreiben, macht ihre Methode es möglich, sowohl bei der Geschwindigkeit der Kamera als auch beim Detailgrad der Aufnahmen deutliche Fortschritte zu machen. "Wir haben dafür eine weitere Kamera ergänzt, die ein statisches Bild einfängt", so Liangs Kollege Lihong Wang. "Kombiniert mit der Femtosekunden-Streak-Kamera können wir dann eine sogenannte Radon-Transformation einsetzen, um hochauflösende, ultraschnelle Bilder zu bekommen."

T-CUP schafft zehn Billionen Frames pro Sekunde

Wie die Forscher berichten, kann so ein neuer Rekord erreicht werden: Die T-Cup getaufte Kamera kommt auf zehn Billionen Frames pro Sekunde. Dieser bisher unerreichte Wert soll es unter anderem möglich machen, den Puls eines Femtosekunden-Lasers in allen Einzelheiten im Flug abzubilden. Zur Demonstration dieser Leistungsdaten richteten die Forscher ihre Kamera seitlich auf einen 800 Nanometer-Laser, der Pulse von 50 Femtosekunden Dauer abschoss. "Die T-CUP- Aufnahme enthüllte die gesamte Entwicklung dieses sich fortbewegenden Pulses", so die Froscher.
Femtosekunden-Laserpuls... ...bei 2,5 Billionen Frames pro Sekunde Im nächsten Schritt will das Team die Leistung seines Kamerasystems jetzt noch deutlich steigern können: "Wir sehen schon jetzt die Möglichkeit, die Geschwindigkeit der Kamera auf bis zu eine Billiarde Frames pro Sekunde zu erhöhen", so Liang zur unmittelbaren Zukunft des Projekts. Solche Kameras könnten dann laut dem Forscher "fundamentale Wechselwirkungen von Licht und Materie einfangen".