“通俗来说,假如有一队人快速走进来,光靠肉眼我们分不清谁先谁后,只有让他们按照一定秩序入座,根据空间定位才能知道谁先进来、谁后进来。”侯洵向记者举例道,条纹相机就是把时间到来的先后顺序转换成空间进行判断,根据空间位置窥探瞬态过程。
侯洵进一步解释,“同理可证,一束光照射在光电阴极上会发出电子,先到的光所发出的电子自然排在前面,通过电磁场对电子扫描,就可以根据电子停留的空间位置成像,从而推断出它的时间顺序”。
突破尖端仪器装备欠缺
作为十分敏感的尖端技术,条纹相机的国际学术研究成果及器件设备的共享性很低,要想不受制于人,我国就必须制造自己的仪器装备
利用条纹相机,所能获取的图像信息可不止先后次序这么简单。
“以植物光合作用为例,作为地球上最大的太阳能利用过程,国际上的相关研究已经产生了6个诺贝尔奖。但光与叶绿素接触后,究竟是如何变成化学能保留下来的?这其中的演化过程太快了,至今还没有被研究清楚。”侯洵说。
不仅如此,在同步辐射装置以及正负电子对撞机等大型装置中,条纹相机可以诊断粒子束团的长度等关键性能指标,为重大装置的改进和性能提升提供参考依据;在国防安全及空间领域,条纹相机技术是爆轰物理研究中冲击波速度、自由面速度以及爆轰温度等常规武器性能评估的关键测量手段;基于条纹相机技术的新型激光三维成像雷达,是一种可以在探测器和目标物同时高速移动的情况下进行瞬时成像的系统,可用于水雷搜索、海矿探测、地形地貌勘探等。
在前沿技术研发与国家重大科学工程面前,条纹相机都能派上大用场。“而只有把这些过程看清楚了,科学家才有可能进行干预,控制其朝着对人类有用的方向发展。”侯洵说。
5月22日,中国科学院西安光学与精密机械研究所的科研人员对条纹相机的时间分辨特性进行标定。5月22日,国家重大科研装备、我国具有自主知识产权的高性能条纹相机在西安宣布研制成功。