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cámara de racha

Principio de funcionamiento de una cámara de racha.

Una cámara de racha es un instrumento para medir la variación de la intensidad de un pulso de luz con el tiempo. Se utilizan para medir la duración del pulso de algunos sistemas láser ultrarrápidos y para aplicaciones como espectroscopia de resolución temporal y LIDAR .

Tipos mecánicos

Las cámaras de racha mecánica utilizan un espejo giratorio o un sistema de hendidura móvil para desviar el haz de luz. Están limitados en su velocidad máxima de escaneo y, por lo tanto, en su resolución temporal. [1]

Tipo optoelectrónico

Las cámaras optoelectrónicas funcionan dirigiendo la luz hacia un fotocátodo , que cuando es impactado por fotones produce electrones a través del efecto fotoeléctrico . Los electrones son acelerados en un tubo de rayos catódicos y pasan a través de un campo eléctrico producido por un par de placas, que desvía los electrones hacia los lados. Al modular el potencial eléctrico entre las placas, el campo eléctrico cambia rápidamente para dar una desviación de los electrones que varía con el tiempo, barriéndolos a través de una pantalla de fósforo al final del tubo. [2] Se utiliza un detector lineal, como una matriz de dispositivo de carga acoplada (CCD), para medir el patrón de rayas en la pantalla y, por lo tanto, el perfil temporal del pulso de luz. [3]

La resolución temporal de las mejores cámaras de racha optoelectrónicas ronda los 180 femtosegundos . [4] La medición de pulsos más cortos que esta duración requiere otras técnicas como la autocorrelación óptica y la puerta óptica con resolución de frecuencia (FROG). [5]

En diciembre de 2011, un equipo del MIT publicó imágenes que combinaban el uso de una cámara de racha con pulsos láser repetidos para simular una película con una velocidad de cuadros de un billón de cuadros por segundo. [6] Esto fue superado en 2020 por un equipo de Caltech que alcanzó velocidades de cuadro de 70 billones de fps. [7]

Ver también

Referencias

  1. ^ Cuerno, Alejandro (2009). Metrología de materiales ultrarrápida. John Wiley e hijos. pag. 7.ISBN​ 9783527627936.
  2. ^ Mourou, Gerard A.; Bloom, David M.; Lee, Chi-H. (2013). Electrónica y optoelectrónica de picosegundos: Actas de la reunión temática Lake Tahoe, Nevada, 13 al 15 de marzo de 1985. Springer Science & Business Media. pag. 58.ISBN 9783642707803.
  3. ^ "Guía de cámaras de racha" (PDF) . Consultado el 7 de julio de 2015 .
  4. ^ Akira Takahashi et al .: "Nueva cámara de racha de femtosegundos con resolución temporal de 180 fs" Proc. SPIE 2116, Generación, amplificación y medición de pulsos láser ultracortos, 275 (16 de mayo de 1994); doi :10.1117/12.175863
  5. ^ Chang, Zenghu (2016). Fundamentos de la óptica de attosegundos. Prensa CRC. pag. 84.ISBN 9781420089387.
  6. ^ "Cámara de seguimiento de luz de billones de fotogramas por segundo del MIT". Noticias de la BBC. 2011-12-13 . Consultado el 14 de diciembre de 2011 .
  7. ^ Wang, Peng; Liang, Jinyang; Wang, Lihong V. (29 de abril de 2020). "Imágenes ultrarrápidas de un solo disparo que alcanzan 70 billones de fotogramas por segundo". Comunicaciones de la naturaleza . 11 (1): 2091. Código bibliográfico : 2020NatCo..11.2091W. doi : 10.1038/s41467-020-15745-4 . PMC 7190645 . PMID  32350256.