En términos generales, si desea capturar imágenes claras de movimientos increíblemente rápidos, como interacciones moleculares o gotas de agua, necesita una plataforma muy costosa. Los investigadores han desarrollado un sistema construido con tecnología de proyector que podría reducir significativamente los costos.

Un equipo de investigación compuesto por miembros del Instituto Nacional de Investigación Científica (INRS) de Canadá, la Universidad Concordia y MetaPlatforms ha desarrollado una nueva cámara capaz de capturar eventos en una sola exposición a 4,8 millones de fotogramas por segundo, con una resolución temporal de 0,37 microsegundos y una profundidad de secuencia de 7 fotogramas.

En cuanto al rendimiento, esto no está a la par de lo que Caltech logró hace unos años, pero la tecnología DRUM se construye utilizando componentes disponibles en el mercado y cuesta una fracción de los sistemas comerciales.

"Nuestra cámara adopta un enfoque completamente nuevo para la obtención de imágenes de alta velocidad", afirmó Jinyang Liang del INRS. "Su velocidad de imagen y resolución espacial son similares a las de las cámaras comerciales de alta velocidad, pero utilizando componentes disponibles en el mercado, puede costar menos de una décima parte de las cámaras de ultra alta velocidad actuales, que comienzan en casi 100.000 dólares".

El desarrollo se centra en un nuevo método de sincronización llamado difracción óptica variable en el tiempo. En una cámara normal, una puerta en forma de obturador controla la cantidad de luz que llega al sensor. La sincronización temporal implica abrir y cerrar rápidamente una puerta varias veces para capturar un vídeo breve de alta velocidad.

El equipo propuso un método de activación temporal mediante difracción de luz, que implica "cambiar rápidamente el ángulo de inclinación de las facetas periódicas de la rejilla de difracción" para producir múltiples copias de la luz entrante que se mueve en diferentes direcciones. Esto controla fotogramas de manera efectiva en diferentes momentos para producir películas en intervalos de tiempo muy cortas y ultrarrápidas.

"Afortunadamente, este tipo de puerta de difracción de escaneo se puede lograr de una manera poco convencional mediante el uso de dispositivos de microespejos digitales (DMD), un elemento óptico común que se encuentra en los proyectores", dijo Liang. "El DMD se produce en masa y no requiere movimiento mecánico para producir las puertas derivadas, lo que hace que el sistema sea rentable y estable".

La cámara derivada de mapeo de velocidad ultraalta en tiempo real (DRUM) es capaz de capturar siete fotogramas por película. El equipo multidisciplinario del proyecto probó el dispositivo registrando la interacción del láser con agua destilada, "mostrando la evolución de los canales de plasma y el desarrollo de burbujas en respuesta al láser pulsado".

La cámara DRUM también capturó la dinámica de las burbujas de las bebidas carbonatadas y la interacción entre muestras de células de cebolla y pulsos láser ultracortos. Se está trabajando para perfeccionar aún más la tecnología, pero los investigadores ven aplicaciones potenciales en biomedicina y sistemas lidar de transporte autónomo.

Se ha publicado un artículo sobre el proyecto en la revista Optica.