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新型相機拍攝速度快到讓子彈“不飛”

  • 發佈時間:2015-02-16 01:30:54  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  科技日報訊 (記者盛利)記者從中國工程物理研究院流體物理研究所獲悉,由該所承擔的科技部重大科學儀器專項“同時分幅/掃描超高速光電攝影系統”,日前通過成果鑒定。該系統採用模組化、抗強電磁干擾等設計,拍攝速度、曝光時間分別為普通數位相機的2000萬倍和2.5萬倍,甚至飛行中的子彈在它“眼裏”都是靜止不動的。

  “同時分幅/掃描超高速光電攝影系統”是我國首批重大科學儀器專項之一,目標是打破國外禁運與壟斷,研發國際首創的多分幅和雙掃描功能的超高速光電攝影系統,解決我國軍事、科研的急需,並作為高端儀器設備推向國際市場。經過3年攻關,科研人員突破光、機、電多項關鍵技術,于2014年下半年研製出首臺樣機,其核心部件國産化率達到100%。

  日前通過鑒定的該系統,採用模組化、抗強電磁干擾與“六性三化”設計,既可同時進行分幅與垂直、水準掃描攝影,也可單獨進行分幅或掃描攝影,不僅可以像普通相機一樣拍攝二維圖像,還可以記錄實驗現象縱向和橫向隨時間連續變化的資訊;通過科研人員在模組化單元研製和系統整合技術上的重大突破,其分幅攝影最高頻率大於2億幅/秒,空間解析度高於34線對/mm,單幅曝光時間可從5納秒(兩億分之一秒)到10毫秒(百分之一秒)任意調節,掃描攝影最好時間分辨高於5皮秒(兩千億分之一秒),掃描非線性度優於1%,空間解析度高於26線對/mm,記錄時間從300皮秒至10毫秒。

  據項目科研人員介紹,以普通數位相機10張/秒拍攝速度、最短曝光時間1/8000秒計算,該設備分幅拍攝速度約為前者的2000萬倍,最短曝光時間約為前者的2.5萬倍。“其對於拍攝子彈飛行姿態、火箭發射瞬間等高速過程,都可以説是大材小用。掃描攝影方面,它甚至可以用來捕捉接近光速(約30萬公里/秒)運動的物體資訊。分幅拍照和掃描攝影可同時進行,以不同方式揭示高速運動物體的狀態”。

  目前,該高速攝影系統已用於柱面內爆強磁場等熵壓縮、超高速碰撞與防護、國家基金超快閃爍材料發光動力學等多領域科學研究,取得豐富的實驗數據,系統性能指標優於國際同類系統、總體水準達到國際先進,在國防建設、基礎科研等領域具有廣泛應用前景。

  上圖 同時分幅/掃描超高速光電攝影系統。

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