1827年，世界上第一張照片誕生，曝光時間長達8個小時；

1839年，世界上第一張拍到人像的照片誕生，曝光十分鐘，拍攝的是巴黎的坦普爾大街。當(dāng)照片出來的時候，攝影師吃驚地發(fā)現(xiàn)，熙熙攘攘的大街上竟然沒有人，只在左下角出現(xiàn)了兩個人，一個是擦皮鞋的，一個是站著的皮鞋主人。這是因為曝光時間太長，活動的人都沒在底片上留下影像，只有這兩個幾乎不怎么動的人影才有足夠的時間留在底片上。

現(xiàn)在的照相機已經(jīng)可以隨意拍攝了，甚至高速運動中的子彈等物體，也可以用相機捕捉到。那么更快的東西呢？比如以光速運動的光子，能夠拍下來嗎？

加拿大國立科學(xué)研究所（INRS）超快成像專家梁金揚教授的團隊，最近與國際研究人員合作，開發(fā)出了世界上最快的照相機，每秒鐘可以記錄5000億張圖像，可以拍攝飛行中的紫外光子，看到僅僅持續(xù)皮秒級的瞬態(tài)事件。僅僅只用了不到200年的時間，人類的科技水平就發(fā)展到可以拍攝宇宙中最快的東西了，你是不是覺得完全不可思議了呢？

梁教授的團隊通過與學(xué)術(shù)界和業(yè)界合作，開發(fā)出了小巧的UV-CUP成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有圖案化的光電陰極，可以同時檢測和編碼黑光燈發(fā)出的紫外光——黑光燈又稱紫外線燈，里面有過濾深紫色的材料，可以將可見光過濾掉，只允許紫外線通過。UV-CUP和標準相機類似，只是接收光而不會產(chǎn)生光，可以輕松集成到各種實驗平臺中。

能夠拍照只是完成了一半的工作，因為這只是將皮秒級瞬態(tài)事件的信息壓縮到了數(shù)據(jù)采集的快照中，這種快照與普通相機的完全不同，還需要通過重建算法來生成視頻。研究人員為此和波士頓大學(xué)合作，開發(fā)了一種比標準算法更有效的新算法，通過硬件和軟件方面的創(chuàng)新，讓UV-CUP能以大幅面將1500幀圖像合成視頻，從而看到飛行中的紫外線光子。

皮秒是什么概念呢？一秒鐘等于10^12皮秒，人眨眼的速度大約是0.25秒，也就是說這臺UV-CUP相機可以捕捉到比你眨眼還快2500億倍的事件。這個概念中大家最為熟悉的可能就是皮秒激光了，通過超短脈寬的皮秒脈沖來精準祛除你臉上的黑色素、紋身等，從而達到美容的效果。

UV-CUP目前正在法國的一個研究實驗室中，它將被用于捕獲不同物理現(xiàn)象的實驗，包括激光等離子體的產(chǎn)生和紫外線熒光，未來或許可以幫助改善用于診斷疾病的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。

這項研究發(fā)表在9月13日《激光與光子學(xué)評論》上。

參考：

Laser & Photonics Reviews：Single‐Shot Ultraviolet Compressed Ultrafast Photography

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