Billionen Bilder pro Sekunde: Das ist die schnellste Kamera der Welt

Forscher*innen des INRS Énergie Matériaux Télécommunications in Kanada haben die schnellste Kamera der Welt entwickelt. Sie macht pro Sekunde 156,3 Billionen Bilder. Zum Vergleich: Eine Smartphone-Kamera in Standard-Einstellung macht in der Regel etwa 30 Bilder pro Sekunde. 

Hat man spezielle Slow-Motion-Einstellungen können es vielleicht ein paar Hundert Bilder pro Sekunde sein. Professionelle High-Speed-Filmkameras kommen auf einige Tausend bis Zehntausend Bilder pro Sekunde. 

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Die Kamera der kanadischen Forscher*innen kann Abläufe im Femtosekundenbereich aufnehmen. Das entspricht einem Quadrillionstel (1.000.000.000.000.000) einer Sekunde bzw. 0,000 000 000 000 000 001 Sekunden. 

Das neue Kamerasystem heißt Swept-Coded Aperture Real-Time Femtophotography (SCARF). Von der Neuentwicklung berichten auch New Atlas sowie das INRS selbst auf seiner Webseite. 

Weiterentwicklung

Die Forscher*innen bauten auf einer Technologie auf, die sie 2014 entwickelt hatten und die als Compressed Ultrafast Photography (CUP) bekannt ist. Die Stufe danach war T-CUP, wobei das T für Trillion-Frames-per-Second steht. 

2020 wurden dann erstmals 70 Billionen Frames pro Sekunde möglich, die Technologie bezeichneten sie als Compressed Ultrafast Spectral Photography (CUSP). Mit SCARF konnte diese Zahl noch einmal mehr als verdoppelt werden. 

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Ultrakurzer Lichtimpuls

SCARF funktioniert mit einem ultrakurzen Laserlichtimpuls, der das abgebildete Ereignis oder Objekt durchdringt. Die verschiedenen Wellenlängen des Lichts treffen das Objekt dann in unterschiedlicher Reihenfolge. Dadurch können minimale Veränderungen “aufgezeichnet” werden. Die Impulse treffen schließlich auf den Sensor einer CCD-Kamera (Charge Coupled Device). Die umgewandelten Daten werden von einem Computer in das endgültige Bild rekonstruiert. 

Nun darf man sich allerdings nicht erwarten, dass diese Technologie für Super-Zeitlupen in der nächsten Netflix-Doku sorgen wird. Stattdessen wird sie in Bereichen wie Physik, Biologie, Chemie, Materialwissenschaften und Ingenieurwesen eingesetzt werden, um verschiedene Phänomene besser studieren zu können. Die neue Kamera ist etwa in der Lage,  sich bewegende Schockwellen in Festkörpern oder auch lebenden Zellen aufzunehmen.

Die entsprechende Studie wurde im Fachmagazin Nature Communications veröffentlicht.