陳根：世界最快紫外線相機，可捕捉光子運動_風聞

文/陳根

壓縮超快攝影（CUP）是一種新興的強有力的技術，它可以在一次拍攝中對不可重複或難以產生的瞬態事件進行成像。儘管其已取得了許多進展，但現有的CUP技術只能在可見光和近紅外波長下工作。

而要想捕捉以光速飛行的微小粒子，則還需要感知到更短的波長。比如，在紫外甚至X射線範圍內做到這一點，就是朝着這個目標邁出的顯著一步。

為了克服這些侷限，加拿大國家科學研究所（National Institute of la Recherche Scientifique）開發了名為UV-CUP（壓縮超快攝影）的攝像機。該設備被稱為世界上最快的紫外線照相機，它能夠捕捉僅持續一皮秒的超快事件，其速度足以實時看到紫外線光子在空氣中飛行。

首先，研究小組開發出了一種特殊的光電陰極，並將其集成到一種被稱為條紋相機（streak camera）中，這是一種專門為測量超快光學現象而開發的設備。此外，研究小組還需要開發一種新的算法來獲取數據並從中構建圖像。

這也對應着使用相機的兩個步驟，即****在數據採集中，先將瞬時事件中的信息擠壓成一個快照。再將快照被輸入到重建算法中，以檢索出電影。

當然，儘管UV-CUP是世界上速度最快的相機，但它仍然可以改進。例如，選擇的光電陰極效率有限，因此研究人員希望探索其他類型的材料。關於重建，研究人員表示，該算法已經大大提高了質量，但它仍然需要相當長的時間。為了提高它的速度，未來或許將利用人工智能來改進它。

目前，UV-Cup正被送往法國的一個研究實驗室，在那裏它將被用來捕捉不同的物理現象。這可能包括激光等離子體的產生和紫外熒光，這可能有助於改善用於診斷疾病的醫學成像技術**，UV-CUP也有望在基礎科學和應用科學中找到更****多應用**。

其研究結果已發表在《激光與光子學評論》雜誌上。