Saniyede 2 Milyar Kareyle Işık Hızı: AlphaPhoenix Kamerasının Sırları
Bir içerik üreticisi olan Brian Haidet, garajında geliştirdiği özel bir kamera ile ışığın havadaki hareketini, saniyede 2 milyar kare hızında yakalayabiliyor. Bu performans, ışığın nasıl ilerlediğini ağır çekimde gösteren manzaralar sunuyor.
Çalışma prensibi, güçlü bir lazer ışınının aynalar üzerinden yönlendirilmesiyle ilerliyor. Işın önce karşı duvara doğru, ardından paralel yansımalar arasında ileri geri sarkıtılarak yol alıyor. Ortamdaki sis zerreleri ışığı dağıtarak görünür kılarken sensörler, bu dağılımı kullanarak ışığın hareketini takip ediyor. Bu sayede saniyede 2 milyar karelik görüntülerin oluşması sağlanıyor. Geçmişte saniyede 1 milyar karelik bir başarı elde eden Haidet, bu kez sistemi baştan aşağı yeniden tasarlayarak daha hassas motorlar, güçlendirilmiş optikler ve gerçek zamanlı veri işleme yazılımı ekledi.
Kameranın konumu, ışığın nasıl görünmesini etkiliyor. Lazerin arkasına konumlandırıldığında giden ışık yavaş hareket eden bir görüntü verirken, yansıyan ışık neredeyse anında geri dönmüş gibi algılanır. Bunun nedeni, kameraya yakın parçacıklardan yansıyan ışığın, uzakta yansıyanlara göre sensöre daha hızlı ulaşmasıdır. Uzak veya yakın konum değiştikçe bu etki tersine dönüyor. Geleneksel yöntemlerle saniyede 2 milyar karelik tam kare görüntü elde etmek şu an için mümkün değildir. Bu sorunu çözmek için Haidet, lazer ışığını tek bir son derece hassas sensöre iletmeyi başaran bir gimbal üzerinde monte edilmiş küçük bir aynayı devreye soktu.
Her taramada yalnızca tek bir piksel kaydediliyor. Ardından bu pikseller birleştirilerek tam bir görüntü oluşturuluyor. Yöntem yavaş olsa da son derece hassas; adeta milyon dolarlık bir kamerayı, binlerce sensörle taklit eden bir yapı kurulmuş durumda. Bu yüksek doğruluk seviyesine ulaşmak için Haidet, sıradan servo motorları yüksek çözünürlüklü kodlayıcılar ve zamanlama kayışlarıyla değiştirdi. Bu bileşenler, aynanın hareketini derece farkının binde biri hassasiyetinde kontrol ediyor ve en ufak sapma bile görüntüyü bozabiliyor.
Sistem, optik, elektronik ve yazılım entegrasyonuyla çalışıyor. Fotomultiplier tüpü (PMT), gelen fotonları elektrik sinyallerine dönüştürüyor ve bu sinyaller saniyede 2 milyar örneklemeyi mümkün kılıyor. Bu sinyaller, koaksiyel kablolarla iletilen bir osiloskop tarafından işleniyor. Gürültüyü azaltmak adına Haidet, PMT sinyaliyle senkronizasyon darbesini aynı kablodan geçiriyor; fakat bu iki sinyali zamanlama açısından dikkatle ayarlayarak birbirine karışmadan iletiyor. Bu benzersiz birleşim, tam bir “tam kare” görüntüyü elde etmese de, gerçekte 2 milyar fps hızında kesintisiz bir görüntü hissi yaratıyor.
Kaynaklara göz atarak daha fazlasını keşfedebilirsiniz: LİNKE TIKLA.
