发明用于医学研究的超高速摄像机（每秒6百万帧）

顾汉现

发明用于医学研究的超高速摄像机（每秒6百万帧）

2009-5-5 11:36:19

发明用于医学研究的超高速摄像机（每秒6百万帧）

美国加利福尼亚大学的研究人员在最新一期《自然》杂志上报告说，他们研制出一种超高速摄像机。该设备将主要应用于医学和生物学研究领域。

影片由一张张连续拍摄的图片组成，每幅图片就是一帧。研究人员报告说，这种新型摄像设备的拍摄速度可达每秒600万帧，是普通摄像机的约1000倍，因此能拍摄快速移动的目标，其灵敏度和清晰度都达到极高水平。

研究人员指出，这一摄像设备可以对激光手术实行全程拍摄，也可用于观测细胞间的交流、神经元细胞的活动以及寻找血液中的癌细胞等。

加利福尼亚大学的研究者还指出，由于新设备没有采用以往数码摄像设备使用的CCD(电荷耦合器件)技术，它对拍摄过程的光线条件要求不高，也不会发热或产生声响，无需散热系统也能持续工作。

常规数码相机利用电荷耦合器(CCD)拍照。电荷耦合器里的半导体芯片在与光线发生反应时，会产生电子。电子读出芯片上的内容后，把它们转变成电子信号，然后通过电子放大，把这些信号编码成数码图像。但是常规数码相机的这个过程存在很大限制。最好的传统相机的最大相速大约是每秒30帧，而最先进的科学仪器大约可以达到每秒100万帧。对本田惠介和他的同事们来说，这种速度还不够高。

为了制造这种连续时间编码放大显微镜(serial time-encoded amplified microscopy，STEAM)照相机，这些研究人员发射一束红外激光，来扩大光脉冲，形成光谱图像。这项研究结果发表在《自然》杂志上。通过视频进行演示，解释了STEAM是如何产生作用的。然后这些研究人员把这种光线照在他们想拍照的物体上。这意味着物体的不同部位被不同波长的光照亮。发射光经过一个特殊的纤维光学电缆，使不同波长的光以不同速度传输。波长较长的光走在前面，而波长较短的光则落在后面。光束被放大后，由一个光电探测器读出来。这个光电探测器记录每种波长的光的到达时间，这种简单数据将被用来重新修改物体的图像。

人们可以利用这种照相机研究燃烧、激光切割和任何改变迅速及无法预测的系统。本田惠介说：“我认为以后每个科学家都会利用这种照相机。”