我国高性能条纹相机研制成功 捕捉1微秒内超快现象

5月22日，由中科院西安光学与精密机械研究所（以下简称中科院西安光机所）承担的国家重大科研装备研制项目“高性能条纹相机的研制”顺利通过验收，标志着我国具有自主产权的高性能条纹相机进入实用阶段。

具备同时测量超高时间分辨率与高空间分辨率的唯一高端科学仪器

超快现象（持续时间小于1微秒即百万分之一秒）广泛存在于自然或科学技术研究中。例如，植物的光合作用过程、超大规模集成电路所产生的电脉冲、化学反应的分子动力学过程、生物材料荧光发射、激光器产生的超短激光脉冲、强光与物质相互作用物理过程等，其发生的时间多在皮秒、飞秒甚至阿秒量级范围内。

中科院西安光机所所长赵卫说：“超快现象研究对自然科学、能源、材料、生物、光物理、光化学、激光技术、强光物理、高能物理等研究及技术领域具有重要意义。但是捕捉这种现象，靠人眼和普通相机是不行的。”

中国科学院院士侯洵说：“我们人类眼睛的分辨能力是1/24秒，也就是说，任何变化快于1/24秒的过程，我们眼睛是看不清楚的。事情发生了，眼睛只能看到的是起始的情况和最终的情况，中间的过程是看不清楚的。”

那么，该借助什么仪器来捕捉超快现象呢？答案是高性能条纹相机。

赵卫说：“高性能条纹相机是具备能够同时测量超高时间分辨率（皮秒和飞秒），与高空间分辨率（微米）的唯一高端科学仪器，涉及的仪器和技术已接近物理极限，代表了当前光电诊断技术的最高水平。”

“高性能条纹相机主要是提高了人类的时间分辨能力。”侯洵说，“通俗来说，条纹相机把时间分辨率转换成空间分辨率。举个例子，假如有一队人依次进入一个房间，如果你想弄清楚谁先进来谁后进来，一个办法就是让先进来的人站屋子的一头，后面进来的人依次排在他旁边站队。最后根据空间上他们站的位置，就可以清楚地知道谁先来谁后来。”

侯洵进一步解释，“一束光照射光电阴极，光照在上面时会发出电子，那么，当然先到的光发出的电子也在前面。电子进来之后，我们就可以用电磁场来操纵，就是扫描。电子经过扫描之后，假如第一个来的电子坐在最左边，第二个在它之后，后面依次类推。然后根据它们的空间位置成像，看到图像中的空间位置就可以推断出时间顺序了。”

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