眼睛是人類獲取信息的主要來源，日常生活中百分之九十以上的信息都是通過視覺來獲取的。但是人眼的時間分辨能力，只有二十四分之一秒，超快事件的發(fā)生過程，遠遠快于該時間尺度的時候，人類眼睛的能力是無法區(qū)分的。

在自然科學以及科技生產中，存在很多超快事件。例如植物的光合作用，食鹽在水中的溶解，動物的熒光壽命過程，以及半導體載流子的時間過程。這些時間過程大多集中在百萬分之一秒，甚至在億萬分之一秒，如何觀測微觀世界的所作所為，如何將這種超快事件展現(xiàn)在人類眼睛的面前，這就需要一種超快診斷工具。

動物的熒光壽命過程（視頻截圖）

放大空間我們可以用放大鏡，要是想放大時間呢？這就要用到條紋照相機了！
條紋照相機，是一種測量光脈沖的強度關于時間的變化的儀器，也是同時具備超高時間分辨與高空間分辨的科學測量與診斷儀器，代表著光電診斷技術的高水平，而且它有一個有趣的名字叫做“時間放大工具”。這臺小小的機器涉及到光學、光電子學、微電子學、計算機控制，精密機械加工，等一系列的交叉學科。由于他的性、先進性，被稱作科學儀器“皇冠上的明珠”。

條紋相機（視頻截圖）

條紋相機的程度到達什么地步了呢？例如一個生命只有一秒鐘的生物，拍攝它從生到死的整個生命過程，再用人眼肉眼可分辨的時間來播放，時間大概需要上萬億個小時！包括超快速飛行的子彈，肉眼或一般的記錄儀器是無法記錄到這種超快過程的，但是用條紋相機拍攝的話，就像靜止在眼前一樣，飛行過程中的所有動態(tài)姿勢，都可以被記錄下來。

這種把時間放大的工具，是通過“時空轉換”實現(xiàn)的，即把時間信息轉換為空間信息。例如當一群人走進一個房間，如果不分先后順序的擠在一塊的時候，我們是無法知道每個人是什么時間什么時候進入這個房間的。

如果做這樣的規(guī)定：進入的人個人坐在排的列，第二個人坐在地一排的第二列，依次排開，當我們看到每一個人所處的位置的時候，就可以知道這個人進入房間的時間。這就是日常生活中簡單的事件向空間轉換的一個方式。

條紋相機的組成部分和制作過程也很精密，可以簡單的的理解為單反相機里面加了一個條紋片像管。由經典的傳統(tǒng)的光學系統(tǒng)、條紋管、后端的記錄CCD三部分組成，以及控制系統(tǒng)。

（視頻截圖）

如果有一個超快事件發(fā)生的過程，在A時刻和B時刻通過條紋相機前端的狹縫，進行取樣，然后經過光學系統(tǒng)成像在條紋相機的陰上進行光電轉化。當這種光子轉換為電子的同時，在控制端加了掃描電路，這種不同時刻進來的光電子，就會在掃描電壓的偏轉上進行空間的分離，后被CCD記錄。利用這種儀器可以同時獲得光信號的持續(xù)時間和強度的空間分布情況，這個過程就完成了從時間到空間的轉變過程。

（視頻截圖）

我國高性能條紋相機的成功研發(fā)，打破了上的壟斷，標志著我國具有自主知識產權的高性能條紋相機進入實用化水平，對國家戰(zhàn)略高技術及前沿科學領域的需求具有其重要的戰(zhàn)略性推動作用。

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轉自：科學大院