Une étude récemment publiée par le magazine Nature révèle la création d’une caméra capable d’enregistrer des images à une vitesse allant jusqu’à 100 milliards d’images par seconde. Mais vous n’avez pas besoin de regarder l’appareil photo de votre smartphone. Cette technologie a une proposition très précise : aider les scientifiques à observer le comportement de la lumière, un travail qui trouve son utilité dans plusieurs domaines.
Le projet est le résultat du travail de chercheurs de l’Université de Washington, aux États-Unis. Sous la direction du professeur Lihong Wang, le groupe s’est appuyé sur une technique appelée photographie ultrarapide tablettee (CUP) pour y parvenir.
L’invention ne ressemble pas ou peu à un appareil photo classique. L’équipement se compose d’un ensemble de lentilles de microscope, de télescopes et de caméras conventionnelles combinés à d’autres dispositifs, tels qu’une “caméra à stries”, un instrument qui mesure la variation de l’intensité d’une impulsion lumineuse.
Lors de l’enregistrement de l’image, le système CUP capture les photons (particules élémentaires sans masse lumineuse) émis par l’objet et les fait voyager dans une sorte de tube jusqu’à ce qu’ils atteignent un DMD (Digital Micromirror Device). Il s’agit d’un dispositif minuscule (15 mm), mais qui contient environ 1 million de “micromiroirs” qui, à leur tour, dirigent les photons vers un séparateur de faisceau.
À ce stade, les photons sont “convertis” en électrons puis soumis à deux électrodes qui les traitent avec des tensions différentes. Ainsi, les électrons atteignent la fin du voyage à différents moments et dans différentes positions verticales.
Il s’agit essentiellement d’un processus de conversion du temps en espace. Toutes les données résultantes sont ensuite envoyées à un ordinateur qui les analyse pour les transformer en informations visuelles – une image numérique en 2D. Ainsi, l’équipement est capable de générer des images de faisceaux lumineux en mouvement, comme si le temps avait été figé juste pour cet enregistrement.
Tout le travail se fait en seulement 5 nanosecondes (1 nanoseconde est égale à un milliardième de seconde). C’est pourquoi, en une seule seconde, il est possible d’atteindre jusqu’à 100 milliards d’images.
Wang et son équipe soulignent que la technologie peut être utilisée, par exemple, en biomédecine : les images qui décrivent la réaction de certaines protéines à la lumière (comme illustré dans l’image ci-dessus) peuvent aider à créer des tests de laboratoire plus précis.
L’astronomie (et les segments connexes) est un autre domaine qui peut en bénéficier. Si elle est utilisée en conjonction avec le télescope Hubble, par exemple, la caméra pourrait aider les scientifiques à obtenir des images beaucoup plus nettes de l’espace.
