讓光暫停的觀測技術 - 兆分之一秒下的光波與應用! Ramesh Raskar: Imaging at a trillion frames per second

高速攝影機讓人們有機會看清楚在微小的時間尺度下，這世界長什麼模樣，用什麼方式運作。但是總有些過程快到所有的電子機構都比不上，例如光子的傳播。對於這樣的過程有沒有機會拍下真正進行的模樣呢? 這演講介紹了一種方式，讓人可以看清楚在兆分之一秒 (百萬的百萬分之一秒!)下光是怎麼在空間中傳播與物質互動，以及怎了利用這種技術來看穿物體 (請參看光子計時透視法)。既然所有的電元件速度跟跟不上光子運動，那是怎麼看的呢? 這技術上其實是一種同步的技巧，像是旋轉的電風扇上點上一點立可白，然後用定頻率的閃光燈當作照明，可以看清楚立可白的小白點是怎麼動的一樣，這樣的技術是利用觀察短時間發生的重覆現象來還原超高速現像的過程。研究人員使用飛秒的脈衝雷射以固定的時間間隔射出一包包光子，然後以不同的延遲時間收集這些光子的反射訊號，利用這種方式，就算電子偵測器跟不上光子的運動，一樣的可重建出這些光子是怎麼傳播與跟物體互動方式。其實這樣的技術與利用一般ＣＣＤ攝影機拍攝重複性超高速影片很相似，人們很早就知道即使用慢的偵測器，經由同步控制也可以觀測某些很快的重複性事件。現在利用飛秒雷射與更快的偵測器，人們可以把這樣的技術用來直接觀測光的傳播。這樣的技術給人們一個新的機會去看到光波的傳遞與光與物質在時間上的互動，或許很多科學研究可以因此而受益。影片中有展示很酷的影片，會讓喜歡科學的朋友印象深刻的！