MIT 광속 카메라, 초당 1조 프레임 속도로 광자 촬영

Kevin Lee | PCWorld 2011.12.14
슬로우 모션 비디오는 많은 것을 보여준다. 총알이 어떻게 폭발하는지, 새들은 어떻게 날아가는지, 도마뱀이 어떻게 물위를 뛰어가는지 등은 모두 슬로우 모션 비디오를 통해 확인할 수 있다. 하지만 이제는 날아가는 빛을 캡처할 수 있게 됐다. MIT 미디어 랩의 한 연구팀이 초당 1조 프레임을 캡처해 광선을 시각화할 수 있는 카메라 시스템을 만들어낸 것이다.
 
MIT 미디어 랩의 박사 후 과정 안드레아 벨텐(왼쪽)과 조교수 라메시 라스카(오른쪽)가 자신들이 구성한 실험 환경을 앞에 두고 있다. 사진 : Scott Brauer
 
움직이는 광자를 캡처한 비디오를 만들어내기 위해 과학자들은 빛의 강도와 지속시간을 측정하는 데 사용하는 스트리크 카메라(Streak Camera)를 이용했다. 하지만 스트리크 카메라는 전기장으로 양성자를 편향시켜 장면을 1차원 슬릿으로 축소한다. 따라서 이 비디오는 실제로 수조 개의 슬릿 이미지를 조합한 것이다.
 
모든 이미지는 500개의 카메라 센서가 담겨있는 박스에 연결된 단일 렌즈를 통해 캡처한다. 각각의 센서는 수조분의 1초 차이로 이미지를 캡처하도록 프로그래밍되어 있다. 센서가 캡처를 시작하면 과학자들은 두 개의 거울을 회전시켜 전체 장면이 슬릿을 통해 지나가도록 하는 것이다.
 
 
장면 자체는 거울로 유도된 광선이 빈 탄산수 병을 지나가는 것이다. 과학자들은 타이타니엄 사파이어 레이저를 사용해 일정한 펄스의 빛을 방출하도록 했으며, 이로 인해 빛의 노출은 동일하게 보이며, 이를 하나의 극히 느린 슬로우 모션 비디오를 이어붙일 수 있는 것이다. 이때문에 이들 과학자들은 이 카메라 시스템을 “세계에서 가장 느린 초고속 카메라”라고 부른다.
 
실제 세계에서 이 광속 카메라의 실용적인 용도에 대해 과학자들은 광선 기반의 초음파 같은 의학용 이미징에 사용할 수 있다고 예를 들었다. 만약 카메라가 반복적인 이벤트를 기록할 수 없는 경우에는 물체의 물리적 구조를 분석하기 위해 빛이 어떻게 산란되는지를 캡처하는 데 사용할 수도 있다. 또 하나의 가능성은 미래의 일반 사용자용 카메라에서 인공적으로 반사판이나 소프트박스와 같이 고급 스튜디오 장비와 같은 광선 효과를 만드는데 이용될 수 있다.  editor@itworld.co.kr
Sponsored

회사명 : 한국IDG | 제호: ITWorld | 주소 : 서울시 중구 세종대로 23, 4층 우)04512
| 등록번호 : 서울 아00743 등록발행일자 : 2009년 01월 19일

발행인 : 박형미 | 편집인 : 박재곤 | 청소년보호책임자 : 한정규
| 사업자 등록번호 : 214-87-22467 Tel : 02-558-6950

Copyright © 2024 International Data Group. All rights reserved.