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STEAM, la fotocamera più veloce al mondo

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È il sistema di imaging più veloce mai realizzato sinora quello dimostrato da alcuni ricercatori e riportato sulla rivista Nature. Tale sistema si basa infatti su una fotocamera dotata di un otturatore capace di raggiungere la velocità di mezzo miliardesimo di secondo e che può catturare continuativamente più di sei milioni di immagini in un secondo. Il suo flash emette un veloce impulso laser che si disperde nello spazio e che viene rilevato elettronicamente.

L’utilizzo di questo sistema, che, come riporta il sito della BBC, è stato chiamato STEAM (acronimo di Dubbed Serial Time-Encoded Amplified) potrà trovare valido impiego nel rilevamento di eventi in rapido movimento o casuali, come per esempio la comunicazione tra i neuroni.

Velocità a parte, ciò che caratterizza STEAM è la presenza di un unico fotorivelatore, anziché dei milioni che caratterizzano le odierne fotocamera digitali. L’immagine finale viene creata manipolando gli impulsi laser detti “supercontinuum”, che hanno una durata inferiore al milionesimo di milionesimo di secondo e che contengono un’enorme gamma di colori.

Due elementi ottici diffondono gli impulsi laser in un insieme ordinato di colori, secondo una matrice bidimensionale. Questa sorta di “arcobaleno 2D” illumina il soggetto, che riflette parte della luce (in funzione delle aree chiare o scure dell’oggetto illuminato) e tali riflessioni ritornano verso il sensore ripercorrendo a ritroso il tragitto iniziale.

Dato che la diffusione degli impulsi con i vari colori è regolare e ordinata, la gamma di colori riflessa contiene dettagliate informazioni spaziali del soggetto. Queste arrivano al sensore in tempi diversi in funzione del tipo di colore (per esempio la gamma del rosso giunge prima di quella del blu). A ciascun impulso colorato viene associata una collocazione in uno spazio a due dimensioni, più o meno come accade con una tradizionale fotografia.

Il risultato di tutta questa manipolazione ottica è un’immagine che rappresenta una fotografia istantanea, scattata in appena 440 migliaia di miliardesimi di secondo.

Attualmente STEAM usa un laser che emette 6 milioni di impulsi luminosi al secondo, che consente quindi di riprendere altrettante fotografie. Ma i tecnici che hanno sviluppato questo sistema affermano di poter arrivare a scattare sino a 10 milioni di fotografie in un secondo, il che vorrebbe dire una velocità che è circa 200.000 volte superiore a quella di una videocamera standard attuale.