리서치 하이라이트

초고속 영상용 카매라를 이용한 실시간 관찰

Nature 458, 7242

초고속 실시간 광학 이미지 촬영은 생물학적 이미지를 얻는 것에서부터 충격파를 연구하는 분야에 이르기까지 매우 광범위하게 이용되고 있다. 하지만 매우 짧은 시간에 변화가 일어나는 시스템의 경우, CCD(Charge-coupled-device) 카메라와 같은 기존의 기술로는 제대로 촬영하는 것이 어렵다. 매우 특별한 냉각 장치 도는 매우 밝은 광원을 이용하지 않을 경우 이미지 촬영 속도나 민감도의 감소는 어느 정도 감수해야 하는 실정이다. 이러한 이유는 센서 어레이로부터 데이터를 읽는데 시간이 소요되며, 따라서 높은 프레임 비율(high frame rate)의 경우 적은 수의 광자가 수집될 수 밖에 없다. 최근 UCLA의 연구팀은 이러한 한계점을 극복할 수 있는 이미지 촬영 기술을 개발하였으며, 이를 통해 현재의 CCD에서 촬영할 수 있는 속도보다 최소 1000배 빠른 속도의 연속 카메라를 개발할 수 있었다. 이들이 개발한 카메라의 셔터 속도는 440 피코초였다. 이와 같은 연속 시간 증폭 현미경(Serial time-encoded amplified microscopy, STEAM)은 2차원적 이미지를 연속적인 데이터로 얻을 수 있으며, 이와 동시에 이미지를 광학 도메인으로 증폭하는 것이 가능하다. 따라서 단일 픽셀 광검출기가 전체 이미지를 검출하는 것이 가능하다.