Technische Innovation

FRAME: Schnellste Kamera der Welt filmt Fortbewegung von Lichtstrahlen

Hans-Martin Durst Autor, Hemd & Hoodie

Die Kameratechnik FRAME hat einen Geschwindigkeitsrekord aufgestellt und soll es künftig ermöglichen, kurzlebige naturwissenschaftliche Prozesse zu filmen.

Zeitlupen-Kameras können extrem schnelle Vorgänge wie das Auftreffen von Gewehrkugeln beobachtbar machen, indem sie Millionen von Bildern pro Sekunde schießen. Doch das ist nichts im Vergleich zur neuen Kameratechnik FRAME (Frequency Recognition Algorithm for Multiple Exposures), die fünf Billionen Bilder pro Sekunde einfängt. Damit lassen sich Prozesse sichtbar machen, die lediglich 0,2 Billionstel einer Sekunde dauern. So gelang es den Entwicklern von der schwedischen Universität Lund, einen Lichtstrahl beim Zurücklegen einer Strecke zu filmen, deren Länge der Dicke eines Blatts Papiers entspricht.

Während herkömmliche Hochgeschwindigkeitskameras viele Bilder hintereinander aufzeichnen, speichert der Algorithmus der neuen Technik die Aufnahmen in einem einzigen Bild. Dazu beschießt die Kamera das zu filmende Motiv mit Laserstrahlen, denen jeweils ein eigener Code zugewiesen ist. Das Objekt vor der Linse reflektiert die Laserstrahlen, die daraufhin in der Kamera zu einem einzelnen Bild verschmelzen. Später separiert FRAME mit einem Entschlüsselungscode die einzelnen Aufnahmen wieder und fügt sie zu einer Videosequenz zusammen.

FRAME soll bessere Motoren ermöglichen

Durch FRAME wird es möglich, sehr kurzlebige chemische, physische und biologische Abläufe visuell zu studieren. Gehirnaktivitäten von Tieren oder Explosionen können sich beispielsweise in nur einer Femtosekunde vollziehen, was 0,000.000.000.000.001 Sekunden entspricht. „Jetzt sind wir in der Lage, diese extrem kurz andauernden Prozesse zu filmen“, sagt der Wissenschaftler Elias Kristensson. „Langfristig gesehen lässt sich die Technik auch in der Industrie einsetzen.“ So sollen durch Erforschung von Verbrennungsvorgängen neue Motoren, Gasturbinen und Heizkessel entstehen, die sauberer und effizienter als heutige Modelle arbeiten.

FRAME soll naturwissenschaftliche Prozesse sichtbar machen.
FRAME soll naturwissenschaftliche Prozesse sichtbar machen. Bild: Lund University – Kenneth Ruona(Montage)

 

Zudem glauben die Forscher, dass FRAME über das Potenzial verfügt, künftig bis zu tausend Mal schneller Bilder aufzunehmen als momentan. Damit wäre die maximal mögliche Zeitlupe erreicht und abgefilmte Lichtpartikel würden sich nur noch mit einer Pixelreihe pro Sekunde auf dem Bildschirm fortbewegen. Von der aktuellen Kameraversion existiert bereits ein Prototyp und in circa zwei Jahren soll ein fertiges Modell auf den Markt kommen. So soll die Technik einem größeren Personenkreis zugänglich werden, wobei der Fokus allerdings auf Forschungseinrichtungen liegt.

Cover-Foto: Lund University – Kenneth Ruona – (Montage)

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