快讯：每秒4万亿帧 中国科学家用超快摄像机捕获光的运动

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记者2日从西安交通大学获悉，该校电信系教授陈烽团队与香港城市大学皇家代博士团队合作，在帧率、帧数、精细光谱影像等方面突破了现有超高速影像技术的局限，成功捕捉到了光子的运动。 相关成果近日发表在《物理评论快报》上。

西安交大科研人员提出的这项新型超高速成像技术是探测各种未知过渡过程的重要核心技术，如原子在化学反应过程中的运动、超短激光脉冲作用材料时产生的过渡非线性过程等。 超高速压缩图像通过对飞秒激光进行数字编码，在时间和光谱维度上进行压缩和扩展，可以实现高速、高帧数、高光谱分辨率。 超高速压缩成像的超高帧率为3.85thz(1thz=1012hz )，能够达到亚纳米级的超高光谱分辨率。 利用这一超高速压缩成像技术实时记录了飞秒激光脉冲传输、反射、自聚焦等持续时间达到33皮秒的超高速物理过程。

超高速压缩成像的基本原理是飞秒激光时间光谱互耦原理，其实现主要通过三个重要步骤，首先利用飞秒激光的丰富频率分量，根据色散在时域中拉伸不同的波长，形成被称为啁啾脉冲的高速时间序列。 第二步是这个拉伸的时间序列和测量的过渡过程相互作用。 由此，可以用不同的波长分量记录超高速过程的不同的时间新闻。 进而对该时间序列进行二维空间编码，利用方差将不同光谱新闻压缩成一个二维平面，利用ccd进行采集，最终利用算法将一张二维ccd图像重构成多个具有空间和时间维度的超高速图像。

这一成果使得长期、广谱记录飞秒图像成为可能，推动了越来越多的涉及超高速过程的极端物理、化学、材料和生物学的研究。